专题11 浮力综合(12大考点)2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-05-20
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第十章 浮力 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.05 MB |
| 发布时间 | 2026-05-20 |
| 更新时间 | 2026-05-23 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57955399.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以浮力概念为核心,通过12类题型系统覆盖产生原因、测量方法、原理应用及综合计算,形成从基础到压轴的递进训练体系,融合物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|浮力基础|5题|方向、产生原因辨析|从浮力本质(压力差)切入,建立浮力与液体压强的关联|
|测量与计算|6题|称重法、图像分析|结合实验数据与图像,强化浮力计算(F浮=G-F拉、F浮=ρ液gV排)的应用|
|原理应用|7题|阿基米德原理、浮沉条件|通过生活现象(如游泳、橘子浮沉)理解原理,建立密度与浮沉状态的推理关系|
|工具与技术|4题|密度计、轮船、潜水艇|基于浮沉条件,分析密度计刻度、轮船排水量、潜水艇浮沉的调节机制|
|综合突破|5题|液面升降、多液体比较|整合浮力、密度、压强知识,训练复杂情境下的模型建构与科学推理能力|
内容正文:
专题11 浮力综合
【全国通用】
目录
第一部分 培优专练
【题型1 浮力的方向及产生原因及辨析】 2
【题型2 称重法测浮力的大小】 5
【题型3 应用阿基米德原理解释生活中的现象】 11
【题型4 浮力与深度的图像关系】 13
【题型5 根据物体的浮沉状态判断密度大小】 17
【题型6 物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小】 22
【题型7 密度计原理及应用】 26
【题型8 轮船的原理】 34
【题型9 潜水艇的原理】 37
【题型10 气球和飞艇的原理】 40
【题型11 浮力与液面升降问题】 42
【题型12 】 45
第二部分 压轴突破
【题型1 浮力的方向及产生原因及辨析】
1.如图所示,一个边长为0.1m的正方体静止在某液体中,其上表面受到液体的压力F1为6N,距水面距离是h。下表面受到液体的压力F2为14N。下列说法中错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.正方体受到的浮力施力物体是液体
C.液体对正方体上表面的压强为
D.正方体左右前后两侧面受力平衡
【答案】C
【详解】已知正方体边长,可得正方体一个面的面积,逐一分析选项:
A.浮力的本质是液体对物体上下表面的压力差,因此
故A正确,不符合题意;
B.浮力是液体对物体的作用力,因此浮力的施力物体是该液体,故B正确,不符合题意;
C.根据压强公式,上表面受到的压强
故C错误,符合题意;
D.正方体左右、前后对应侧面在液体中的深度相同,液体压强相等,因此受到的压力大小相等、方向相反,受力平衡,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.覆杯实验中的水被纸片“托”起,下列“托”的原理与之相同的是( )
A.躺在死海里看书的人被海水“托”起 B.排球二传手奋力把排球“托”起
C.托里拆利实验中玻璃管“托”起水银 D.雷雨天,雨伞伞面被大风向上“托”
【答案】C
【详解】覆杯实验中水被纸片“托”起是由于大气压强的作用:当杯子倒置后,纸片下方的大气压强大于杯子内部水产生的压强,从而支持水柱。
A.躺在死海里看书的人被海水“托”起是由于海水的浮力作用,其原理与覆杯实验不同,故A不符合题意;
B.排球二传手奋力把排球“托”起这是由于人的作用力直接施加在排球上,其原理与覆杯实验不同,故B不符合题意;
C.托里拆利实验中玻璃管“托”起水银这是由于大气压强支持水银柱,与覆杯实验原理相同,故C符合题意;
D.雷雨天,雨伞伞面被大风向上“托”这是由于空气流速不同导致伞上下表面产生压强差,其原理与覆杯实验不同,故D不符合题意。
故选C。
3.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法中正确的是( )
A.A物体不一定受到浮力作用 B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用 D.D物体一定受浮力的作用
【答案】B
【详解】浮力是由于液体对物体上下表面的压力差产生的。如果物体下表面没有液体(或下表面受到的压力为 0),则不受浮力。
AB.A漂浮在水面上,B物体完全浸没在水中,两物体的下表面有向上的水压力,一定受到浮力,故A错误,B正确;
C.C物体是容器壁凸起的部分,下表面有水,受水的压力,所以C受到浮力作用,故C错误;
D.D物体是容器底凸起的一部分,下表面没有水(与容器底部一体,没有水进入下表面)。下表面不受水的压力,因此没有向上的压力,只有上表面受到向下的水压力。所以D不受浮力,故D错误。
故选B 。
4.三峡大坝是当今世界上综合效益最大的水利工程。
(1)如图所示,大坝一般都是“上窄下宽”。从固体压强的角度看,这是因为大坝对下方的地基有压强,可以通过增大______的方式,减小大坝对下方的地基的压强。从液体压强角度看,液体的压强随______的增大而增大,“上窄下宽”可以承受更大的水压;大坝______受到浮力的作用(选填“会”或“不会”)。
(2)三峡工程修筑了五级船闸方便船只通行,船闸是利用了______的原理。
【答案】(1) 受力面积 深度 不会
(2)连通器
【详解】(1)[1][2][3]大坝上窄下宽,从地基作用看,增大了地基的受力面积,根据知,减小压强。根据液体压强可知,水的压强随深度的增大而增大。 浮力产生的原因是浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差,大坝的底部没有水,不受水对它向上的压力,不会受到浮力。
(2)船闸应用了连通器内同种液体静止时液面保持相平的原理工作的。
5.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中。若两个长方体a、b所受的浮力分别为、,下表面所受的压力分别为、,则________,________。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 > =
【详解】[1][2]长方体a、b浸没在液体中,排开液体的体积相同,则所受的浮力相等,即。由图可知,长方体a、b上表面所处的深度大小关系为,根据可知长方体上表面受到液体的压强大小关系为;由图可知,长方体a、b上表面的面积大小关系为,所以,根据可知液体对长方体上表面的压力大小关系为,由于a、b受到的浮力相等,故,根据浮力产生的原因可知,长方体下表面受到的压力等于浮力大小与长方体上表面受到的压力之和,所以。
【题型2 】
6.如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙, 静止时测力计示数分别是4N和 3N,关于乙图的说法正确的是( )
A.水对石块的浮力是3N
B.手对弹簧测力计的拉力是3N
C.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.石块对弹簧测力计的拉力是3N
【答案】D
【详解】A.石块的重力G=4N,浸没在水中弹簧测力计示数,水对石块的浮力
故A错误;
B.如果用手直接提着石块,手的拉力等于3N,现在手对测力计的拉力应该等于3N再加上弹簧测力计的重力,所以手对弹簧测力计的拉力大于3N,故B错误;
C.石块所受浮力就是水对它向上与向下的压力差,所以石块受的力有重力、拉力、浮力这三个力,不能再说水对它的压力,故C错误;
D.弹簧测力计的示数,反映的是 “挂钩端受到的拉力大小”。乙图中,测力计对石块的拉力为3N(示数),根据力的作用是相互的,石块对测力计的拉力与测力计对石块的拉力大小相等、方向相反,因此石块对测力计的拉力也是3N。故D正确。
故选D。
7.如图所示,一个体积为V、重为G的金属圆柱体挂在弹簧测力计上(圆柱体底面与水面平行),手提弹簧测力计使圆柱体浸入水中处于静止状态。圆柱体上表面受到水向下的压力为F1,圆柱体下表面受到水向上的压力为F2,圆柱体受到的浮力为F浮,弹簧测力计的示数为T,则下列表达式不正确的是( )
A.G=T+F浮 B.T=G-F2 C.F浮=F2-F1 D.F2=G-T+F1
【答案】B
【详解】C.由浮力产生的原因可知,圆柱体受到的浮力等于圆柱体上下表面受到的压力差,所以,F浮=F2-F1
故C正确,不符合题意;
ABD.金属圆柱体在水中的受力示意图如图所示:
在重力G、拉力T、浮力F浮作用下金属圆柱体处于平衡状态,由力的平衡条件得G=T+F浮=T+F2-F1
由上式变形可得T=G+F1-F2
F2=G+F1-T
故AD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故选B。
8.小宁用一个弹簧测力计竖直拉着一个物体在空中静止时,弹簧测力计的示数为4.5N;然后将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数如图所示,此时物体受到的浮力是________N;物体的体积为__________。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。)若将物体继续向下移动(物体未接触容器底),则弹簧测力计的示数大小__________(选填“变大”或“不变”或“变小”)。
【答案】 1.1 不变
【详解】[1]物体在空气中静止时,弹簧测力计示数等于物体重力,即,物体浸没在水中时,弹簧测力计示数为,此时物体受到的浮力是
[2]物体浸没在水中时,排开水的体积等于物体体积。根据阿基米德原理,变形得物体的体积为
[3]物体未接触容器底时,继续向下移动,其排开水的体积不变(始终等于物体体积),水的密度不变,根据阿基米德原理,浮力大小不变。由可知,重力G和浮力均不变,因此弹簧测力计的示数不变。
9.如图所示是某同学探究浮力的大小与浸在水中深度有无关系的实验,他通过图甲的实验得到了图乙所示的弹簧秤的读数与物体下移高度的关系,当物体全部浸入水中时的浮力大小为_____,物体的密度是_____。浸没后,由图可知浮力的大小与浸在水中的深度_____(选填“有关”或“无关”)。(,g取10 N/kg)
【答案】 8 1.5 无关
【详解】由图像可知物体重力,完全浸没时测力计的拉力,根据称重法公式可直接计算出物体全部浸入水中时受到的浮力
物体质量
物体体积
根据密度公式可得物体密度
由图像乙可知,当物体完全浸没,随着下移高度的增加,弹簧测力计的示数保持不变,这直观说明了物体受到的浮力大小与其浸没在水中的深度无关。
10.浸没在水中的木块A(左图),其上表面受到水的压力F1=8N,下表面受到水的压力 F2=13N,请问木块A所受浮力大小为______;用弹簧测力计称物体B(右图) G物=19N,将物体B浸没水中后称弹簧测力计示数为F拉=11N,物体B所受浮力为______N。
【答案】 5N 8
【详解】[1]根据浮力的产生原因可知木块A所受浮力大小为
[2]根据称重法,物体B所受浮力为
11.小雨在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用弹簧测力计挂着一铝块进行了如图1所示的操作。
(1)由A、B、C可知:随着铝块逐渐浸入水中,测力计的示数逐渐____(选填“变大”“变小”或“不变”),说明铝块受到的浮力逐渐变大;同时表明物体浸在同种液体中,所受的浮力大小与物体_____有关;
(2)如图C所示,此时铝块在水中所受浮力的大小为_____N;
(3)由A、C、D可知,浸在液体中的铝块所受浮力大小跟铝块浸没深度_____(选填“有关”或“无关”);
(4)由_____三次实验可知,浸在液体中的铝块所受浮力大小跟液体的密度有关。
(5)为了验证浮力大小是否与物体的形状有关,小明将同一块橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体分别进行实验,实验现象如图2所示,根据此实验现象,小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小宇认为小明的结论不可靠,主要原因是_____。
【答案】(1) 变小 排开液体的体积
(2)1
(3)无关
(4)A、D、E
(5)没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)由A、B、C可知:随着铝块逐渐浸入水中,测力计的示数逐渐变小,说明铝块受到的浮力逐渐变大,这表明物体在液体中所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)在图A中,弹簧测力计的示数为2.7N,即铝块的重力为;图C中,铝块浸没时弹簧测力计的示数为1.7N,即铝块受到的拉力为,根据称重法可得,铝块浸没在水中时受到的浮力为
(3)分析A、C、D三次实验数据可知,铝块浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟铝块浸没在水中的深度无关。
(4)分析A、D、E三次实验数据可知,排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,浮力不同,即浮力大小跟液体密度有关。
(5)根据控制变量法可知,要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小宁认为小明的结论不可靠。
12.如图所示是小明探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情景。
(1)圆柱体的质量为________g;圆柱体完全浸没在水中时所受浮力大小为________;
(2)比较图A、D、E中数据可知,物体在液体中受到浮力与________有关;
(3)若圆柱体为实心的,则该圆柱体的材料密度为________kg/m3;
(4)E图中盐水的密度________kg/m3;
(5)C图和D图中圆柱体下表面受到液体的压力之差________(填“大于”、“小于”或“等于”)0.2 N。
【答案】(1) 200 0.8
(2)液体的密度
(3)
(4)
(5)大于
【详解】(1)由图A可知,圆柱体的重力为2.0N,由可知,圆柱体的质量为
由图D可知,圆柱体完全浸没在水中时,弹簧测力计的拉力,由称重法可知,圆柱体完全浸没在水中时所受浮力
(2)由图D、图E可知,圆柱体分别浸没在水和盐水中,圆柱体排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计的示数不同,浮力不同,即比较图A、D、E中数据可知,物体在液体中受到浮力与液体的密度有关。
(3)图D中,圆柱体完全浸没水中,圆柱体排开水的体积等于圆柱体的体积,由可知,圆柱体的体积为
圆柱体的材料密度为
(4)由图A、E和称重法可知,圆柱体浸没在盐水中时受到的浮力为
由可知,盐水的密度
(5)浮力的本质是上下表面的压力差,即F浮 =F下表面−F上表面。C图中浮力
D图中浮力
浮力差
由于C、D中圆柱体下表面都在水面下,且D中圆柱体排开体积更大,上表面压力不为零,因此下表面压力之差大于浮力差0.2N。
【题型3 】
13.某海滨浴场的水底有一些小鹅卵石,小明踩着鹅卵石由浅水处走向深水处。下列关于在此过程中小明的体验以及原因分析合理的是( )
A.脚底的疼痛感越来越重,因为水底鹅卵石对人的支持力越来越大
B.脚底的疼痛感越来越重,因为人受到的重力越来越大
C.脚底的疼痛感越来越轻,因为水底鹅卵石对人的支持力越来越小
D.脚底的疼痛感越来越轻,因为人受到的浮力越来越小
【答案】C
【详解】小明在水中竖直方向受重力、浮力和支持力,且。走向深水处时,人排开水的体积变大,由阿基米德原理可知浮力变大,重力不变,所以支持力变小,脚底疼痛感减轻,故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
14.如图所示,漂浮的桔子剥皮后会沉入水底,桔子静止时,下列分析正确的是( )
A.剥皮前的桔子所受浮力大于它的重力
B.剥皮后的桔子所受浮力变小了
C.剥皮前的桔子受到水的压强较大
D.剥皮后的容器对水平支撑面的压力变大
【答案】B
【详解】A.根据物体的浮沉条件,当物体漂浮时,浮力等于重力。剥皮前的桔子漂浮在水面上,所以它所受的浮力等于它的重力,即,故A错误;
B.剥皮前桔子漂浮,浮力等于重力;剥皮后桔子沉入水底,此时浮力小于重力。因为桔子皮被剥掉后的重力减小了,所以剥皮后的桔子所受浮力变小了,故B正确;
C.液体压强公式为(其中为压强,为液体密度,为重力加速度,为深度)。剥皮前桔子漂浮,浸入水中的深度小;剥皮后桔子下沉,浸入水中的深度大。所以剥皮前的桔子受到水的压强较小,剥皮后的桔子受到水的压强较大,故C错误;
D.容器对水平支撑面的压力等于容器、水和桔子的总重力。剥皮后桔子的重力减小了,所以容器对水平支撑面的压力变小,故D错误。
故选B。
15.如图所示的大鱼和小鱼的争论中,______鱼的说法正确,这是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受浮力的大小与______有关。岸上的人能看到水中的鱼是光的______现象。
【答案】 大 排开液体的体积 折射
【详解】[1][2]液体密度相同时,浮力的大小排开液体的体积有关。两条鱼都浸没在同种液体中,液体的密度相同,大鱼的体积大,排开液体的体积也就大,由F浮=ρ液gV排知,大鱼受到的浮力更大,因此大鱼的说法正确。
[3]岸上的人看到水中的鱼,是因为鱼反射的光从水中斜射入空气中时,传播方向发生了偏折,这种现象叫做光的折射,人眼逆着折射光线的方向看去,就看到了水中的鱼。
16.装有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一个木块浸没在水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后木块漂浮。在木块露出水面之前,木块所受浮力____________,水对烧杯底的压强_____________;木块逐渐露出水面的过程中,木块所受浮力_____________,水对烧杯底的压强________________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 不变 不变 变小 变小
【详解】[1]在木块露出水面之前,木块一直都是浸没的,则排开水的体积不变,由可知,木块所受浮力不变。
[2]在木块露出水面之前,水面深度不变,由可知,水对烧杯底的压强不变。
[3]木块逐渐露出水面的过程中,木块浸入水中的体积逐渐减小,即木块排开水的体积变小,由可知,木块所受浮力变小。
[4]木块逐渐露出水面的过程中,水面高度减小,由可知,水对烧杯底的压强变小。
【题型4 】
17.将一圆柱形木块用细线拴在容器底部,容器中开始没有水,往容器中逐渐加水至如图甲所示位置,在这一过程中,木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图乙所示,则由图乙得出的以下信息正确的是( )
A.木块的重力为15 N B.木块的体积为
C.细线对容器底部的最大拉力为9 N D.木块的密度为
【答案】D
【分析】由图乙可知,水的深度时,木块漂浮,浮力等于重力,所以
水的深度12~16cm,细线被拉直,木块不再上升,浮力继续增大, ,木块完全浸没,浮力。
【详解】A.木块的重力等于漂浮时的浮力,为 9N,不是15N,故A错误;
B.木块完全浸没时,由阿基米德原理可得, ,故B错误;
C.细线最大拉力 ,故C错误;
D.木块质量
则,故D正确。
故选D。
18.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲:图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像。则下列说法中不正确的是( )
A.物体的重力是9N B.物体的体积是
C.物体受到的最大浮力是4N D.物体的密度是
【答案】D
【详解】A.如图所示,当物体下降高度小于4cm时,物体还未接触水面,弹簧测力计的示数大小等于物体重力大小,所以物体重力,故A正确,不符合题意;
BC.当物体下降高度大于8cm时,物体完全浸没在水中,弹簧测力计示数,此时物体受到的浮力最大,
物体的体积与物体排开水的体积相同,所以
故BC正确,不符合题意;
D.物体的密度,故D错误,符合题意。
故选D。
19.如图将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h的关系图是( )
A. B. C.D.
【答案】A
【详解】圆柱体没有浸入水中时,弹簧测力的示数等于圆柱体受到的重力,随圆柱体逐渐浸入水中的过程中,受到的重力始终不变,浸入水中越深,下表面到水面的距离越大h,它排开水的体积越大,由可知,受到的浮力越大,且由可知,此时弹簧测力计的示数成线性变化而减小;浸没后,深度变深,下表面到水面的距离h变大,它排开水的体积不变,由可知,受到的浮力不变,由可知,弹簧测力计的示数也不变,故弹簧测力计的示数是先变小后不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
20.将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数与物体下表面浸入水中深度的关系,分析图像可知,物体的重力为______N,完全浸没在水中时,受到的浮力为______N,物体的密度是______。
【答案】 25 10
【详解】当物体未浸入水中时,即时,其不受浮力,此时弹簧测力计的示数等于物体重力,由图可知。
物体完全浸没后,排开水的体积不变,浮力不变,弹簧测力计示数保持不变,即时,此时弹簧测力计示数,根据称重法可知浮力
由阿基米德原理可知,所以物体的体积
物体的质量,所以物体的密度
21.某实验小组用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,使圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水中),如图甲所示,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计示数随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度的变化情况如图乙,圆柱体受到的最大浮力是___________N,圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强是___________Pa,圆柱体的密度是___________kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】
【详解】[1]当圆柱体没有浸入水中,弹簧测力计的示数为圆柱体重;由图可知,圆柱体重,当圆柱体全浸入时,弹簧测力计的示数所以,圆柱体受到的最大浮力(全浸入时)
[2]由图知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度为
圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强
[3]圆柱体的质量
根据可得,圆柱体的体积
则圆柱体的密度
22.建设桥梁的过程中,要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1,钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示。则:构件所受浮力F1随h的变化图像是 _____ ,构件所受的最大浮力为 __________ N,构件所受的重力为 ____________ N,构件的密度为 __________ kg/m3。(,g取10N/kg)
【答案】 ② 8×104 2.4×105 3×103
【详解】[1]由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②。
[2]根据图乙知,从开始浸入到浸没,下降的高度等于其边长,为2m,构件完全淹没时,排开液体的体积
钢绳拉力
构件所受浮力
[3][4]根据受力平衡可知
构件所受的重力
构件的密度
【题型5 】
23.如图所示,三个相同的容器内分别盛有不同的液体,将三个由同种材料制成的质量相等的实心卡通小动物轻轻放入容器中,小动物静止后液面相平。以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是
B.卡通小动物受到的浮力大小关系是
C.液体对容器底部的压强关系是
D.容器对桌面的压强关系是
【答案】C
【详解】三个由同种材料制成的质量相等,因此它们的重力相等,密度也相等,体积也相等,容器中液面最终相平,即液体深度相同,根据上图中可知,图甲物体沉底,浮力;图乙中物体漂浮,浮力;图丙中物体悬浮,浮力,所以浮力关系为
根据阿基米德原理
结合浮力与排开体积,乙中物体漂浮,即,且,说明;丙中物体悬浮,且,说明;甲中物体沉底,,且,说明,因此液体密度关系为
根据液体压强公式,液面深度相同,液体密度越大,压强越大,所以压强关系为
容器对桌面的压力等于总重力,容器相同,物体重力相同,液体体积
结合密度
液体质量为
因此总重力
容器底面积相同,根据,容器对桌面的压强为
故选C。
24.现将体积相同,材料不同的甲、乙、丙、丁四个实心小球放入某种液体中,静止后状态如图所示。据此有四位同学展开讨论,请帮助分析其中正确的是( )
A.明明说:四个球中丁球所受浮力最小
B.萱萱说:甲、乙、丙所受浮力大小相同
C.夏丽说:丙球密度与液体密度相同
D.小云说:四个球中丁的密度最小
【答案】C
【详解】A.丁球排开液体体积最大,浮力最大,A错误;
B.甲、乙、丙排开液体体积不同,浮力不同,B错误;
CD.丙悬浮时,,因此丙密度等于液体密度;
甲乙漂浮时,,且由,即,则物体密度,相同,越大物体密度越大,因此;物体沉底时,丁球沉底,因此; 最终四个球密度关系为,故C正确,D错误。
故选C。
25.海南澄迈山口柚是当地知名特色农产品如图,凭借果肉清甜、汁水饱满的特点广受消费者喜爱,民间常有“挑柚子选重的更甜”的说法。下列与山口柚相关的物理知识,说法正确的是( )
A.完整的山口柚从澄迈运输到外地,柚子的质量会随之变小
B.把一瓣山口柚果肉吃掉一半,剩余果肉的质量减半,密度也减半
C.山口柚放入水中漂浮在水面,说明柚子的密度大于水的密度
D.测量干燥柚皮的密度时,若先用量筒测柚子皮的体积,再用天平测质量,会导致测得的密度值偏大
【答案】D
【详解】A.质量是物体所含物质的多少,和物体位置无关,完整柚子运输到外地后位置改变,质量不变,故A错误;
B.密度是物质的固有特性,与质量、体积无关,果肉吃掉一半后,剩余果肉质量减半,密度不变,故B错误;
C.根据浮沉条件,物体漂浮在水面时,物体密度小于液体密度,因此柚子漂浮说明柚子密度小于水的密度,故C错误;
D.先测柚皮体积,柚皮沾水后再测质量,测得的质量大于柚皮的真实质量,体积测量准确,根据密度公式,测得的密度值会偏大,故D正确。
故选D。
26.如图甲所示,聪聪将完整的橘子放入水中,橘子漂浮。将橘子剥开后放入水中,如图乙所示,橘子皮漂浮,橘肉沉底,说明橘肉的密度_____整个橘子的密度;橘肉下沉时,它受到的浮力_____它受到的重力。(两空均选填“>”“=”或“<”)
【答案】 > <
【详解】完整橘子漂浮在水面,说明整个橘子的平均密度小于水的密度;橘肉沉底,说明橘肉的密度大于水的密度,因此橘肉的密度大于整个橘子的密度。
物体下沉时,受到的浮力小于自身重力,因此橘肉下沉时,它受到的浮力小于它受到的重力。
27.某些药品要求在0℃以下存放,常用保温瓶不能满足需要。为保障药品在0℃以下存放。物理兴趣小组的同学设计了如图所示的保温盒,其中药品应放置于______(选填“A”或“B”)处,另一处空间放置低温物质;关于保温盒填充材料,你选择______(选填“铝合金”或“发泡塑料”),因为其______性差。
【答案】 B 发泡塑料 导热
【详解】温度低的气体密度大,会下沉,所以将低温物质放置在A处,其周围的冷空气会下沉,使B处的药品处于低温环境,有利于药品在0℃以下存放。
这种药品要求在低温环境下存放,运输过程中应尽可能减少从外界吸收热量,这就要求包装盒具有导热性能差的特点。发泡塑料的导热性能远低于铝合金,能有效减缓热传递,更好地保持盒内低温,因此选择发泡塑料作为保温盒填充材料。
28.有A、B两个正方体物块,B的棱长是A的棱长的一半,如图甲所示,将质量为1kg的物块A放入水中,有五分之三体积露出水面,则物块A的密度为______kg/m3;再将物块B放在A的上面,物块A恰好完全浸入水中,如图乙所示,则物块A与B的密度之比为______。
【答案】 1:12
【详解】已知物块A的质量,当物块A单独放入水中时,有体积露出水面,则物块A排开水的体积
因为物块A漂浮在水面上,根据物体漂浮时浮力等于重力,即。
由阿基米德原理可得
即
则
物块A的密度
已知B边长是A边长的一半,设A的边长为,根据正方体体积公式,可得
当物块B放在A的上面,物块A恰好完全浸入水中,此时A、B整体漂浮,
即
A的体积为
将代入
可得
解得,物块B的密度
则
【题型6 】
29.测量液体密度的仪器叫密度计。如图甲所示,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值,即可测出该液体的密度值。自制的简易密度计是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,水平桌面放置两个完全相同的烧杯,烧杯内装有密度不同的液体,将两只完全相同的自制密度计分别放入乙、丙烧杯中,待密度计静止后,两烧杯液面相平。以下说法错误的是( )
A.乙杯中液体的密度大于丙杯中液体的密度
B.乙烧杯对桌面的压力小于丙烧杯对桌面的压力
C.密度计在乙杯中受到的浮力等于在丙杯中受到的浮力
D.密度计在乙烧杯排开液体的质量等于密度计在丙烧杯排开液体的质量
【答案】A
【详解】A.由阿基米德原理可知,浮力相等时,液体密度与排开液体体积成反比。从图中可知密度计在乙杯中排开液体的体积更大,所以乙杯中液体密度小于丙杯中液体密度,故A错误;
B.烧杯对桌面的压力等于烧杯、液体和密度计的总重力,烧杯和密度计重力都相等,两烧杯液面相平,乙杯中液体体积小于丙杯中液体体积,乙杯液体密度小,根据 ,乙杯液体质量更小、重力更小,总重力更小,所以对桌面压力更小,故B正确;
C.密度计在乙、丙烧杯中都处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力等于自身重力,两只密度计完全相同,重力相等,所以受到的浮力相等,故C正确;
D.根据阿基米德原理,密度计在两杯中浮力相等,所以排开液体的重力相等,排开液体的质量也相等,故D正确。
本题选择错误的,故选A。
30.随着生活水平的提高,人们的食品安全意识也逐步提高,例如用盐水浸泡来去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(),分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于所受的重力
B.冬枣所受的浮力小于樱桃所受的浮力
C.甲容器中的盐水的密度小于乙容器中的盐水的密度
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
【答案】C
【详解】A.樱桃可以漂浮在水面上,处于静止状态,表示受力平衡,即所受的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力,故A错误;
B.冬枣、樱桃的质量相等,根据可知,冬枣、樱桃的重力也相等,甲图,冬枣悬浮,浮力等于重力,即;乙图,樱桃漂浮,浮力等于重力,即,所以冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力,故B错误;
C.冬枣、樱桃的质量相等,,根据可知,冬枣的密度要小于樱桃的密度,冬枣悬浮,冬枣的密度等于甲液体的密度,樱桃漂浮,樱桃的密度小于乙液体的密度,所以甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,故C正确;
D.因为冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力,甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,根据阿基米德原理
可知,放入冬枣、樱桃后,两容器液面相平,说明没放物体之前甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,即,且,由可知,两液体的质量,则,两容器质量相同,则容器的重力相同,冬枣、樱桃质量相同,其重力也相等,但液体的重力,两容器对桌面的压力分别为
所以,故D错误。
故选C。
31.某同学利用一个圆柱形容器、一个梨、记号笔、刻度尺和适量的水测量酱油的密度,测量过程如图所示,图中、、、分别是梨放入水、酱油前后液面到容器底的距离。水的密度为,酱油的密度为,梨在水中所受的浮力为,在酱油中所受的浮力为,下列正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】由图可知,梨在水中和酱油中均漂浮,浮力等于重力,重力相同,则所受的浮力相同,即;设圆柱形容器底面积为S,根据则有,解得酱油的密度。故ABC错误,D正确。
故选D。
32.小栋了解到伽利略温度计的测温原理后,想自己动手设计一个粗略测温的装置,他的设计思路如下:在密闭的玻璃容器中装上一种密度会随温度升高而减小的特殊液体,液体中有5个体积相等、密度不同且标有温度示数的小球,小球不吸收液体且热胀冷缩可以忽略不计,当有小球悬浮时,悬浮小球上标有的温度值就是当前环境的温度。如图所示,是这个测温装置的示意图,其中小球3上所标温度值为,相邻标号的小球上所标的温度值间隔为,则下列说法正确的是( )
A.时,小球2处于漂浮状态
B.小球2在时所受的浮力小于时所受的浮力
C.若有3个小球漂浮,2个小球沉底,则环境温度在至之间
D.若要增大该装置能测得的最高温度,可增加一个与小球5体积相等但质量更大的小球
【答案】C
【详解】5个小球体积相等,由浮沉关系和题意可知,小球的密度关系为,由题意可知,温度越高,液体密度越小,对应悬浮小球密度越小,编号越小温度越高,因为此时小球3上所标温度值为,所以1号小球标有,2号小球标有,3号小球标有,4号小球标有,5号小球标有。
A.时,小球2处于悬浮状态,故A错误;
B.由题意可知,时小球2漂浮,时小球2悬浮,根据沉浮条件,漂浮和悬浮时浮力都等于小球重力,小球重力不变,因此浮力相等,故B错误;
C.若有3个小球漂浮、2个小球沉底,说明前3个小球密度都小于液体密度,后2个小球密度都大于液体密度,即;液体密度越大温度越低,因此可得温度范围在至之间,故C正确;
D.最高温度对应最小的液体密度,需要密度更小的小球,即体积相等时质量更小,增加体积相等、质量更大的小球,密度更大,只能测得更低温度,故D错误。
故选C。
33.福建舰满载排水量约8万吨,满载时排开海水的重力约________N。若福建舰从海水密度大的海域驶入密度小的海域,浮力________;当战斗机从福建舰上起飞后,舰体所受浮力将会________。取。(后面两空选填“增大”、“不变”或“减小”)
【答案】 不变 减小
【详解】根据阿基米德原理,满载时排开海水的重力等于舰受到的浮力,且漂浮时浮力等于舰的总重力。排水量
则满载时排开海水的重力
福建舰始终处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力等于舰的总重力。舰的总重力不变,因此从海水密度大的海域驶入密度小的海域时,浮力不变。
战斗机起飞后,福建舰的总重力减小,由于舰仍保持漂浮状态,浮力与总重力相等,所以舰体所受浮力将会减小。
34.甲、乙两只完全相同的杯子放在水平桌面上,两杯中盛有密度相同的盐水。将两个质量相同、体积不同的小球A、B分别放入两杯盐水中,当两个小球静止时,两杯中盐水的液面恰好相平,此时小球所处的位置如图所示。小球A受到的浮力______小球B受到的浮力,小球A的密度______小球B的密度(均填“>”“<”或“=”)
【答案】 = <
【详解】[1][2]分析图甲和图乙,A球漂浮,B球悬浮,根据物体的浮沉条件可知,,;,,小球A、B质量相同,根据可知,它们的重力相同,即,所以;盐水密度相同,所以
【题型7 】
35.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时如图所示,此时液面高度相同,下列说法中( )
①甲液体的密度小于乙液体的密度
②装有乙液体的烧杯底部所受液体压强较大
③甲烧杯对桌面的压力较大
④密度计在甲杯中受到的浮力等于在乙杯中受到的浮力
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①②④正确
【答案】D
【详解】①④液体和乙液体中的密度计均处于漂浮状态,所受的浮力大小与密度计的重力大小相等,故密度计在两液体中受到的浮力大小相等;甲液体中密度计排开液体的体积比乙大,由可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,①④正确;
②已知液面高度相同,且,根据液体压强公式,乙液体对烧杯底部的压强更大,②正确;
③烧杯相同、液面总高度相同,液体体积,因为,所以,且,则,即;烧杯对桌面的压力等于烧杯的重力+密度计的重力+液体的重力,因为烧杯的重力和密度计的重力相同,因此,即乙烧杯对桌面的压力较大,③错误。
综上,①②④正确,故选D。
36.跨学科实践小组发现同一鸡蛋在不同密度的盐水中所处状态不同,根据浮沉条件可以比较盐水的密度大小、于是他们利用一根圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了简易密度计。先把吸管两端剪平、用石蜡把下端端口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端,使其能竖直漂浮在水中。漂浮时其浸入水中的深度为H,如图甲:将自制密度计放入密度为1.0g/cm3的水中和密度为1.1g/cm3、1.2g/cm3的盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出对应刻度,如图乙和图丙是两位同学分别制作的M、N两支密度计在水中漂浮时的情景。下列相关分析正确的是( )
A.密度计漂浮在某液体中时,液面到封口处的距离
B.刻度位置越靠上,对应液体的密度值越小,刻度线分布越密
C.若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,M密度计测量更准确
D.为了提高密度计的精度,可适当增加配重
【答案】D
【详解】A.密度计的原理是漂浮时浮力等于自身重力,设密度计横截面积为,重力为,浸入水中深度为,水的密度为,待测液体密度为,浸入待测液体深度为,根据漂浮条件推导得两次放入液体中时 ①
②
联立①②得:,即液面到封口处的距离为,故A错误;
B.由A可知,密度计浸入液体中的深度与液体密度成反比。则刻度位置越靠上,浸入液体中的深度越大,对应液体密度越小。根据数学知识可知,若液体密度变化量相同,液体密度较大时深度变化量较小,液体密度较小时深度变化量较大。即液体的密度值越大,刻度线分布越密,故B错误;
C. 由图可知,M密度计受到的重力较小,测量不同液体时,浸入液体的深度变化较小,刻度线间距小;N 密度计受到的重力较大,测量不同液体时,浸入深度变化更明显,刻度线间距大,测量更准确。故C错误;
D.密度计始终漂浮在液体表面,密度计受到的浮力始终等于密度计的重力,由可得,密度计相邻两条刻度线间的距离为
则密度计横截面积一定时,密度计的重力越大,刻度间距越大,刻度间距越大越精确,因此为了提高密度计的精度,可适当增加配重。D正确。
故选D。
37.项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图甲,播水壶向受水壶内不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间,如图乙。下列分析中正确的是( )
A.“←开始滴水”应标记在标尺的②处
B.浮箭上升时,排开水的体积变小
C.播水壶可以均匀滴水
D.减小播水壶的滴水速度,能增大时间测量范围
【答案】D
【详解】A.开始滴水时,受水壶内水量最少,浮块位置最低,浮箭(标尺)露出受水壶的部分最少,固定指针会指向标尺的上端①处,因此“开始滴水”应标记在①,故A错误;
B.浮块始终漂浮,浮力等于浮箭(含浮块、标尺)的总重力,总重力不变,浮力不变,排开水的体积不变,故B错误;
C.播水壶滴水过程中水位逐渐下降,出水口处水的压强逐渐减小,滴水速度会越来越慢,无法均匀滴水,故C错误;
D.受水壶的最大容积是固定的,减小播水壶的滴水速度(单位时间滴入的体积更小),装满受水壶需要的时间更长,因此可以增大时间测量范围,故D正确。
故选D。
38.小明将铁丝缠在吸管底部制作了一只简易密度计,为了让密度计能竖直漂浮在液体中,应_________(选填“增加”或“减少”)吸管底部铁丝质量:改进后,分别用它测量甲、乙两种液体的密度,如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是______(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 增加 <
【详解】为了让简易密度计能够竖直漂浮在液体中,需要降低它的重心以增加稳定性。因此应该增加吸管底部的铁丝质量来降低重心。
密度计在甲、乙液体中均漂浮,浮力等于重力,即相等;由图知密度计排开液体的体积,根据 ,浮力相同时,越大,液体密度越小,故。
39.小明将一根横截面积为、长度为的圆柱形塑料吸管,一端用蜡封住,自制了一个简易密度计。吸管(含蜡封)的质量为。将该密度计放入密度为的水中测试时,为了使密度计能竖直漂浮,且浸入水中的深度恰好为,小明需在吸管底部缠绕横截面积、密度的圆柱形合金丝(底部缠绕合金丝后,吸管形状近似不变,且合金丝仅缠绕在最下端,不影响吸管有效刻度长度,合金丝体积不能忽略),密度计竖直漂浮时所受浮力__________其所受重力,请你计算所需合金丝的长度为__________。
【答案】 等于 6.25
【详解】[1]密度计竖直漂浮在水中,根据二力平衡,漂浮物体所受浮力等于自身重力。
[2]设所需合金丝的长度为,合金丝横截面积
总重力为吸管重力加合金丝重力为
浮力为浸入吸管的体积加合金丝体积,根据阿基米德原理知,
由,知
约去后代入数据 得。
40.如图所示,将自制微型密度计置于密度为的甲液体中,液面到达位置A;同一密度计置于密度为的乙液体中,液面到达位置B。已知微型密度计的质量为1.5g,标度杆的直径(取)。则密度计在甲、乙两种液体中所受浮力之比______,A、B两点之间的距离______cm。
【答案】 2
【详解】密度计在甲、乙两种液体中均漂浮,浮力等于重力,重力相同,则所受的浮力相同,即;密度计在甲、乙两种液体中所受浮力均为
根据,密度计在甲、乙两种液体中排开液体的体积变化量为
则A、B两点之间的距离为
41.小明按照教材中“综合实践活动”的要求,找来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制作了简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能______漂浮在液体中。
(2)用同一密度计测量甲、乙液体密度,则______(选填“”“”或“”)。
(3)小军也用吸管制作了密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学提出如下改进方案,其中可行的( )
A.换大的容器盛放液体做实验 B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重
(4)C、D两个密度计放入水中时,水面恰好与C密度计最上面刻度线齐平,与D密度计最下面刻度线齐平,如图丁。若要用它们测浓盐水的密度,则应选用密度计______(选填“C”或“D”)。
(5)将C、D依次放入一系列密度已知的液体中,标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值,并测量吸管浸入液体的深度h,画出 图像,若图丁中,则密度计C上与刻度线的间距______(选填“”“”或“”)密度计D上与刻度线的间距。
【答案】(1)竖直
(2)>
(3)B
(4)C
(5)>
【详解】(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。降低重心,塞入金属丝的目的是使吸管能竖直漂浮在液体中。
(2)密度计在甲、乙液体中均漂浮,浮力等于重力,即
由图可知,密度计在液体中浸入深度,即。根据阿基米德原理,浮力相等时,越大,液体密度越小。因此。
(3)A.容器大小不影响密度计本身的漂浮状态和排开体积,因此对刻度间距无影响,故A不符合题意;
B.根据(S是吸管横截面积,h是浸入深度),当变化相同时,吸管越细(S越小),浸入深度h的变化就越大,刻度间距也就越大,故B符合题意;
C.吸管长度不影响“密度变化与浸入深度的对应关系”(只要能漂浮即可),不能直接增大刻度间距,故C不符合题意;
D.配重减小,密度计重力G减小,漂浮时也减小;根据,相同液体中会减小,密度计浸入深度变小,但这会让刻度更密集,故D不符合题意。
故选B。
(4)浓盐水密度比水大,密度计浸入深度会更浅。
密度计C:水面与最上面刻度线齐平,测更大密度液体时,刻度线仍有空间向下标注;
密度计D:水面与最下面刻度线齐平,测更大密度液体时,浸入深度更浅,无刻度可标。
故应选用密度计C。
(5)根据图丁,同种液体中C排开液体体积更大,表明受到浮力更大,重力更大。与刻度线的间距
可知,,
因,故,即密度计C上与刻度线的间距大于密度计D上与刻度线的间距。
42.在“制作微型密度计”的跨学科实践中,A、B两组同学分别完成了以下制作。
【A组】如图甲所示,选择一根圆柱状饮料吸管,下端用石蜡把管口密封,并缠上若干圈铜丝充当配重(铜丝不计体积),测得其总质量为10 g。将该自制密度计分别放入水和密度分别为、的盐水中,待其稳定后用记号笔分别在吸管与液面齐平处进行标记,g取,;
(1)当密度计竖直漂浮时,所受浮力为________N;
(2)甲图中C处应表示的密度值为________;
(3)小组成员将密度计分别放入水和酒精中,液面到其封口端的距离如图乙、图丙所示。请完成表格中相关数据的填写。
液体密度
0.8
1.0
浸入液体的深度
H=____(用h表示)
h
【B组】选用一根横截面积约为的圆柱状标度杆,在杆上固定一个浮子,封口下端缠绕铜丝作配重,测得其总质量为1.5 g,g取;
(4)如图丁,假设水中的浮子及浮子以下标度杆及配重的体积占的90%,请结合相关数据计算出图中________cm;
(5)两组成员发现两组密度计在水和酒精中的两刻度间的间距均比较小,下列方法中能增大间距是: (选填下列正确选项前的字母);
A.减少配重
B.选择直径更小吸管或标度杆
(6)A组实验时发现该密度计放入水中会倾斜。通过查找资料,发现此时重心高于浮心(浮力的作用点,即密度计浸在液面以下部分的几何中心),此时应通过________(选填“增加”或“减少”)配重,使重心低于浮心。
【答案】(1)0.1
(2)1.2
(3)1.25h
(4)1.25
(5)B
(6)增加
【详解】(1)密度计的总质量
密度计漂浮,浮力等于总重力,即
(2)根据,得,液体密度越大,排开体积越小,浸入深度越小,刻度越靠近密度计下端。A、B、C从上到下靠近下端,因此C对应最大密度。
(3)浮力都等于重力,因此,整理得
(4)漂浮时,得
由题意,中10%是露出的标度杆体积,即,整理得
(5)刻度间距,要增大间距,可减小横截面积(直径更小的杆),或增大配重(增大)。选项A减少配重会减小间距,故B正确。
(6)配重位于密度计下端,增加配重会使重心下移,最终重心低于浮心,密度计稳定竖直。
【题型8 】
43.如图,是我国055型万吨级驱逐舰。该舰满载时,排水量约12000吨,吃水深度6.6m。下列说法正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.驱逐舰漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.驱逐舰从长江驶入大海,所受浮力变大
D.驱逐舰卸货过程中,所受浮力变小
【答案】D
【详解】A.排水量是舰船满载时排开水的质量,不是排开水的重力,故A错误;
B.根据漂浮条件,物体漂浮在液面时,所受浮力等于自身重力,因此驱逐舰漂浮在海面上,所受重力等于浮力,故B错误;
C.驱逐舰从长江驶入大海,始终保持漂浮状态,浮力始终等于自身总重力,驱逐舰总重力不变,因此所受浮力不变,故C错误;
D.驱逐舰卸货过程中始终漂浮,浮力等于自身总重力,卸货后总重力减小,因此所受浮力变小,故D正确。
故选D。
44.下列关于浮力利用的说法正确的是( )
A.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船受到的浮力逐渐减小
B.航天员能“行走”在太空,是因为航天员受到了浮力的作用
C.气球能在空中上浮,是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
D.悬浮在水中的潜艇,若水舱中的水位在上升,则潜艇一定上浮
【答案】C
【详解】A.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,它始终漂浮,轮船的重力不变,因此它受到的浮力不变,故A错误;
B.太空是真空环境,没有空气,不存在浮力,航天员能“行走”在太空是因为处于失重状态,故B错误;
C.气球中的气体密度小于空气的密度,气球受到空气的浮力大于自身重力,所以能够上浮,故C正确;
D.悬浮在水中的潜艇,受到浮力等于重力,若在水舱中的水位上升,重力增大,浮力不变,重力大于浮力,潜水艇下沉,故D错误。
故选C。
45.如图所示,这是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。该船满载排水量,能够一次性搭载的货物。该船正在舟山海域进行试航,下列说法正确的是( )
A.该船所受浮力的方向是竖直向下的
B.该船满载时受到的浮力为
C.搭载货物前后船排开水的体积相同
D.该船驶入海水密度更大的海域,船身会上浮一些
【答案】D
【详解】A.浮力是指物体在液体中受到的液体施加的竖直向上的力,该船所受浮力的方向是竖直向上的,故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,该船满载时受到的浮力为,故B错误;
C.船处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,搭载货物前后船的重力不同,所以船受到的浮力不同,根据可知,船排开的水的体积不同,故C错误;
D.如果该船驶入海水密度更大的海域,由于船始终漂浮,则船受到的浮力;因为船受到的重力G不变,所以船受到的浮力不变;由于海水的密度变大,根据可知,船排开的海水的体积变小,船身会上浮一些,故D正确。
故选D。
46.我国首艘国产航空母舰“山东舰”的排水量为,当它满载航行在海面时,受到的浮力为_____N,排开海水的体积为_____。当舰载机飞离甲板后,“山东舰”受到的浮力_____选填(“变大”“变小”或“不变”)g取,
【答案】 变小
【详解】航母满载排水量
则排开海水受到的重力
根据阿基米德原理,航母受到的浮力
排开海水的体积
航母在水面上始终漂浮,航母所受浮力等于自身总重力,舰载机起飞后,航母总重力减小,浮力会变小。
47.中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304m、舰宽70.5m,满载时排水量达67500t。则该航空母舰满载时所受的浮力为______N。(g取10N/kg)当它从海洋驶入长江时,所受浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。当一架舰载战机从甲板上起飞后,航母会______(选填“上浮”或“下沉”)一些。
【答案】 不变 上浮
【详解】[1]根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力。则该航空母舰满载时所受的浮力为
[2]航母始终处于漂浮状态,漂浮时浮力等于自身重力()。航母从海洋驶入长江时,自身重力不变,因此所受浮力不变;
[3]舰载战机起飞后,航母总重力减小,因仍漂浮,浮力随重力减小而变小。根据阿基米德原理,液体密度不变时,浮力变小则排开液体的体积减小,所以航母会上浮一些。
【题型9 】
48.中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行潜水训练时,下列说法中正确的是( )
A.核潜艇是通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.核潜艇从长江潜行(完全浸没)进入东海时,需要往水舱内注水以保持潜行状态
C.核潜艇从长江潜行(完全浸没)进入东海时,受到的浮力会变小
D.核潜艇在东海海面下匀速下潜的过程中,受到的浮力增大
【答案】B
【详解】A.潜艇通过改变水舱中的水量(即改变自身重力)来实现上浮与下沉,而非改变排开水的体积,故A错误;
B.从长江潜行进入东海时,潜艇排开水的体积不变,而海水密度大于河水密度,根据阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力变大,需要往水舱内注水来增大自身重力,从而使自身重力仍等于受到的浮力,故B正确;
C.从长江潜行进入东海时,潜艇排开水的体积不变,而海水密度大于河水密度,根据阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力变大,需要往水舱内注水来增大自身重力,从而使自身重力仍等于受到的浮力,故C错误;
D.在水面下匀速下潜过程中,潜艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,受到的浮力不变,故D错误。
故选B。
49.为增强国防知识,小明上网查询我国某型号潜水艇,潜水艇的截面如图所示,体内两侧有水舱。则下列说法正确的是( )
A.漂浮时,潜水艇受到的浮力大于它的重力
B.潜水艇能自由地浮沉,是通过改变自身的重力来实现的
C.浸没后在水中继续下沉的过程中,潜水艇受到的压强大小不变
D.要使悬浮的潜水艇上浮,应向水舱内适当的进水
【答案】B
【详解】A.漂浮时,浮力等于重力,故A错误;
B.潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜的,故B正确;
C.深度越深,液体压强越大,故潜水艇在水中浸没后继续下沉时,深度增加,所受压强变大,故C错误;
D.要使潜水艇上浮,则重力应小于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应把水舱中的水排出一部分,来减小重力,故D错误。
故选 B。
50.如图所示是小明利用一次性注射器和试管自制的潜艇模型,关于该潜艇模型的分析正确的是( )
A.潜艇模型是通过改变试管排开液体的体积来实现上浮和下沉的
B.为使潜艇模型上浮,可将注射器的活塞向外抽
C.潜艇模型下潜过程中,潜艇底部所受的液体压强不变
D.潜艇模型悬浮在水中时,其排开水的重力等于自身的重力
【答案】D
【详解】A.该潜艇模型完全浸没在水中后,自身体积不变,排开液体的体积不变,是通过进水或出水改变自身重力来实现上浮和下沉的,A错误;
B.将注射器活塞向外抽时,试管内空气被抽出,试管内气压减小,水会进入试管,模型总重力变大,重力大于浮力,模型会下沉,故B错误;
C.根据,潜艇下潜过程中,底部所处深度h增大,水的密度不变,因此底部受到的液体压强变大,C错误;
D.根据阿基米德原理,模型受到的浮力等于排开水的重力;模型悬浮时,浮力等于自身重力,因此排开水的重力等于模型自身的重力,D正确。
故选D。
51.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水下5000米时,潜水器上的表面上所受到的海水的压力为______N(,g取10N/kg)。如果继续下潜,潜水器所受的液体压强将______,浮力将______(不考虑海水密度的变化;后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 变大 不变
【详解】潜水器在水下5000米处的海水压强为
潜水器上的表面上所受到的海水的压力为
根据液体压强公式,不考虑海水密度变化,潜水器继续下潜时深度h增大,因此所受液体压强变大。
根据阿基米德原理,潜水器完全浸没后,继续下潜过程中排开海水的体积不变,海水密度也不变,所以浮力不变。
52.一艘排水量是20000t的远洋轮船装满货物后,受到的浮力是_________N。当轮船由内河驶入大海后,船身会_________(选填“上浮”“下沉”或“不变”)一些;若海水的密度为,一潜水艇悬浮在海水中70m深处所受的压强为_________Pa,当用压缩空气把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将_________(选填“上浮”或“下沉”)。
【答案】 上浮 7. 上浮
【详解】[1]一艘排水量为20000t的轮船,即轮船满载时排开水的质量为20000t,则排开水的重力为
由阿基米德原理知道,装满货物时轮船所受的浮力为
[2]当船由内河驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件知道
由于船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变;由于,由知道,排开海水的体积小于排开河水的体积,故船将上浮一些。
[3]由知道,潜水艇悬浮在海水中70m深处所受的压强为
[4]原来潜水艇悬浮在水中,当用压缩空气把水舱中的水排出一部分时,自重减小,而浮力不变,此时,所以潜水艇将上浮。
【题型10 】
53.如图,空中风筝因受到升力而不坠落,该升力的产生原理与下列哪个选项相同( )
A.轮船漂浮在水面上 B.热气球点火升空
C.火车站台设置安全线 D.划船时船桨向后划水
【答案】C
【详解】空中风筝因受到升力而不坠落,是利用流体在流速大的位置压强小的原理,下方压强大于上方压强,从而产生升力。
A.轮船漂浮在水面上是利用浮力的原理,故A不符合题意;
B.热气球点火升空是利用空气的浮力升空的,故B不符合题意;
C.火车站台设置安全线是利用流体在流速大的位置压强小的原理,防止乘客被“吸”入轨道,故C符合题意;
D.划船时船桨向后划水是利用力的作用是相互的原理,故D不符合题意。
故选C。
54.关于浮沉条件的应用,下列说法错误的是( )
A.潜水艇通过改变自身重力实现上浮和下潜
B.气球和飞艇是靠充入密度大于空气的气体来实现升空的
C.轮船从长江驶入东海,所受浮力不变
D.密度计在不同的液体中漂浮,受到的浮力总是等于其重力
【答案】B
【详解】A.潜水艇浸没在水中时,排开水的体积不变,受浮力不变,通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,即通过改变自身的重力来实现上浮和下沉的,故A正确,不符合题意;
B.飞艇工作时,需要充入密度比空气小的气体,使浮力大于自身重力从而升到空中,故B错误,符合题意;
C.轮船从长江驶入大海的过程中始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,故C正确,不符合题意;
D.密度计在不同液体中漂浮时,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
55.关于生活中浮力现象的分析,下列说法正确的是( )
A.在气球上升过程中,由于大气压减小气球膨胀,气球所受重力增大
B.潜水艇下潜过程中,向水舱注水增大自身重力,使重力大于浮力
C.用手将乒乓球按入水中,松手后乒乓球上浮,说明水下乒乓球所受浮力小于其重力
D.同一艘轮船从河里驶入海里后,船身会上浮,是因为海水密度大,停止上浮的轮船所受浮力大于重力
【答案】B
【详解】A.气球上升过程中,由于大气压减小,球内气压大于外界大气压,气球膨胀,气球的质量不变,其所受重力的大小不变,故A错误;
B.潜水艇通过改变自身重力实现浮沉。下潜时,向水舱注水增大自身重力,当重力大于浮力时,潜水艇所受合力向下,实现下潜。故B正确;
C.用手将乒乓球按入水中,松手后乒乓球上浮,说明水下乒乓球所受浮力大于其重力,故C错误;
D.同一艘轮船从河里驶入海里后,船身会上浮,是因为海水密度大,停止上浮的轮船依旧漂浮在海上,所以其所受的浮力大小依旧等于其重力大小,故D错误。
故选B。
56.如图所示,某次表演用的热气球大小基本不变,表演时在热气球下方开口处燃烧液化气,使热气球内部气体温度升高,密度________,热气球总重力________,所受的浮力________(前三空均选填“变大”“变小”或“不变”);请在答题卡相应位置画出热气球加速上升的过程中的受力示意图______。
【答案】 变小 变小 不变
【详解】热气球下方开口,内部气体温度升高时,气体膨胀,部分气体从开口逸出;热气球体积不变,内部气体总质量减小,由可知,气体密度变小。
总重力等于热气球自重加内部气体重力,气体质量减小,因此热气球总重力变小。
根据阿基米德原理可知,热气球体积不变,则排开空气的体积不变,外界空气密度不变,因此浮力不变。
热气球加速上升时,合力向上,因此受到的浮力大于总重力,两个力都作用在重心,方向分别为竖直向上、竖直向下。据此作图。
57.热气球在空中受到浮力的作用,该力的施力物体是_______。热气球充气时气囊不断膨胀,受到的浮力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。某热气球充气后体积为,则此时该热气球所受到的浮力为_______N。(空气的密度为,g取)
【答案】
空气
变大
【详解】[1]浮力的施力物体是产生浮力的介质,热气球受到的是空气的浮力,所以施力物体是空气。
[2]根据阿基米德原理,热气球充气时气囊膨胀,排开空气的体积增大,空气密度和均不变,因此受到的浮力变大。
[3]该热气球所受到的浮力
【题型11 】
58.如图所示,现将重4N,边长为10cm的正方体物块A用细绳系在盛有水的容器底部,容器的底面积为300cm2,物块A处于静止状态,此时水的深度为30cm。下列说法正确的是( )
A.细线对物块的拉力为10N
B.此时容器底部所受压力为9N
C.若剪断细绳,待物块A静止后,液面下降了6cm
D.若剪断细绳,待物块A静止后,液体对容器底部的压强为2.8×10³Pa
【答案】D
【详解】A.物块的重力为
物块浸没在水中,则
物块浸没时受到的浮力为
绳子的拉力为
故A错误;
B.水的深度为,此时容器底部所受压强为
此时容器底部所受压力为
故B错误;
CD.物块漂浮,
由得,物块漂浮时排开水的体积为
所以液面下降的深度为
待物块静止后,液体对容器底部的压强为
故C错误,D正确。
故选D。
59.“我劳动,我快乐”,瑶瑶同学养成了良好的劳动习惯,每天坚持洗碗,在洗碗过程中,他发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面上升
【答案】C
【详解】A.物体漂浮时,浮力等于自身的重力,所以碗漂浮在水面时受到的浮力等于的重力,故A错误;
B.浸在液体中的一切物体都受浮力作用,碗沉入水底后仍受到浮力作用,故B错误;
CD.碗沉入水底时,浮力小于重力;碗漂浮时,浮力等于自身的重力,由于碗的重力相同,所以碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力小,即据可知,碗浸没后,排开的水的体积减小,水面则下降,故C正确,D错误。
故选C。
60.淡水湖面上漂有一块浮冰,如图所示,浮冰在水上和水下的体积比为1∶9,则冰的密度为 ___________ kg/m3。当冰全部熔化后,水面将___________(选填“升高”或“降低”或“不变”)。
【答案】 0.9×103 不变
【详解】[1]由图可知,浮冰漂浮在水面上,由沉浮条件可知,浮冰受到的浮力等于浮冰的重力,即
由阿基米德原理可得
由于浮冰水上和水下的体积比为1∶9,则有
解得
[2]当冰全部熔化成水后,质量不变,即,则
即
则冰全部熔化成水后,水的体积
即水的体积
所以熔化后水的体积等于浮冰排开水的体积,则冰全部熔化后,水面将不变。
61.如图所示,开始时图甲中冰块位于容器底部,图乙中冰块漂浮于水面,冰块上方均放置有一小铁块。当冰块熔化完后,图甲中的水面与开始时相比将会______(选填“上升”“下降”或“不变”);图乙中的水面与开始时相比将会______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】 下降 下降
【详解】[1]如图甲所示,冰块没有熔化时,冰块和铁块排开水的体积为,当冰块熔化完后,质量不变,冰熔化成水的体积为
铁块沉底,故冰熔化成水所占的体积与铁块排开水的体积为,由于冰的密度小于水的密度,故,故,即甲中的水面与开始时相比将会下降。
[2]将冰块与铁块当成一个整体,如图乙所示,冰块没有熔化时,冰块与铁块这个整体漂浮在水面上,故冰块和铁块所受的浮力为
冰块完全熔化成水时,这个整体的总重力不变,但是铁块沉底,容器底部对铁块有支持力,这个整体受到了竖直向下的重力,竖直向上的浮力,和容器底部对铁块有支持力,这个整体的浮力变小,故整体排开水的体积变小;图乙中的水面与开始时相比将会下降。
【题型12 】
62.用盐水浸泡可以去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃),分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度
B.樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于重力
C.冬枣和樱桃所受的浮力大小相等
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
【答案】C
【详解】A.冬枣、樱桃的质量相等,V冬枣>V樱桃,根据可知冬枣的密度要小于樱桃的密度,冬枣悬浮,冬枣的密度等于甲液体的密度,樱桃漂浮,樱桃的密度小于乙液体的密度,所以甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,故A错误;
B.樱桃可以漂浮在水面上,处于静止状态,受力平衡,所受的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力,故B错误;
C.冬枣、樱桃的质量相等,根据可知,冬枣、樱桃的重力也相等,甲图,冬枣悬浮,浮力等于重力,即F浮甲=G;乙图,樱桃漂浮,浮力等于重力,即F浮乙=G,所以冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力,故C正确;
D.因为冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力,甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,根据阿基米德原理
可知, V冬枣排>V樱桃排,放入冬枣、樱桃后,两容器液面相平,说明没放物体之前甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,即V甲<V乙,且ρ甲<ρ乙,由可知,两液体的质量m甲<m乙,则G甲<G乙,两容器质量相同,则容器的重力相同,冬枣、樱桃质量相同,其重力也相等,但液体的重力G甲<G乙,两容器对桌面的压力分别为
所以F甲<F乙,故D错误。
故选C。
63.将一物块轻轻放入盛满密度为0.7×103kg/m3的液体的大烧杯中,静止后有14g液体溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有18g水溢出。分析以上信息,下列说法中正确的是( )
A.静止时,物块在液体中漂浮 B.静止时,物块在水中沉底
C.物块的密度为0.9g/cm3 D.缺少条件,无法求出物块密度
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,水的密度大于液体的密度,物块放入水和液体中可能存在几种情况:
若物块放入水中和液体中都处于漂浮状态,则物块在水中时重力等于浮力,在液体中时重力也等于浮力,同一物块重力相等,因此浮力相等,根据阿基米德原理可知,排开液体的重力相等,排开液体的质量相等,与题中已知条件不符。
若物块在水和液体中都处于浸没状态,则两次排开液体的体积均等于物体的体积,大小相等,则在水中与液体中的浮力之比为
而根据题意可知物块在水中与液体中的浮力之比为
所以这种情况不可能。
因此物块在水中漂浮,在液体中浸没,故AB错误;
CD.因为物块在水中漂浮所以有
即
物块在液体中浸没,所以物块的体积为
则物体的密度为
故C正确,D错误。
故选C。
64.什么船可以轻松扛起航母?答案是半潜船。它是专门从事运输超长超重又无法分割吊运的超大型设备(如大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等)的特种海运船舶。我国制造的“新光华”号半潜船(如图甲所示),其长255米,宽68米,甲板面积相当于两个标准足球场大小,拥有118个有着独立通海阀的压载水舱,最大下潜深度达30.5米,载重达98000吨,为国内最大、全球第二大半潜船。半潜船可以通过改变自身重力实现上浮和下沉。因为其淹没在水中的体积比例高,因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小,能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示,半潜船装载货物前,将船上通海阀全部打开,压载水舱进水,船身甲板潜入水中,只露出船楼。等货物被拖曳到装货甲板上方时,启动大型空气压缩机或调载泵,将压载水舱的水排出船体,船身和货物便一起浮出水面,即完成装载。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)半潜船在水面航行时,使其向前运动的动力的施力物体是__________(选填“螺旋桨”或“水”);
(2)当半潜船依次处于图乙中三种状态时,从左至右水舱内海水的质量分别为m1、m2、m3,则质量中最大的是__________(选填“m1”、“m2”或“m3”);
(3)如丙图所示,为半潜船静止漂浮在水面时的图像。请在答题卡指定区域画出此时半潜船的受力示意图(重心O已标出);
(4)半潜船到达最大下潜深度时,求船底所受海水的压强;
(5)假设半潜船未装载货物且甲板刚好露出海面时的排水量为8t,求此时半潜船所浮力;
(6)某次半潜船需要搬运6.5×104t的货物,且半潜船下潜前甲板刚好露出海面。当半潜船载重上浮至甲板刚好露出海面时。请通过分析说明至少需要在压载水舱排出多少吨海水。
【答案】(1)水
(2)m2
(3)
(4)3.05×105Pa
(5)8×104N
(6)6.5×104t
【详解】(1)力的作用是相互的,半潜船在水面航行时,螺旋桨向后给水向后的力,水给螺旋桨一向前的作用力,故半潜船前行力的施力物体是水。
(2)半潜船通过改变自身重力实现上浮和下沉,重力的改变是通过改变压载水舱内海水的质量来实现的。从图乙可知,中间状态船身甲板潜入水中最多,此时船的重力最大,即水舱内海水的质量最大,所以质量最大的是m2。
(3)半潜船静止漂浮在水面时,受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上。以重心O为作用点,分别画出竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮,线段长度相等,并标上相应的符号,如图所示:
(4)船底所受海水压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30.5m=3.05×105Pa
(5)由阿基米德原理可知,半潜船所受浮力F浮=G排=m排g=8×103kg×10N/kg=8×104N
(6)半潜船下潜前处于漂浮状态,所受浮力等于半潜船和压载水的重力之和
即F浮1=G船+G水1
半潜船载重上浮后,仍处于漂浮状态,此时所受浮力等于半潜船和压载水及货物的重力之和
即F浮2=G船+G货+G水2
因为半潜船载重上浮后及下潜前甲板均刚好露出海面,船体排开水的体积相等,所以船体所受浮力相等,则有F浮2=F浮1,即G船+G货+G水2=G船+G水1
半潜船排出的压载水中G排=G水1-G水2=G货
即m排g=m货g
解得m排=m货=6.5×104t
1.质量相等的甲、乙两个正方体,其中甲物体悬浮在水中,乙物体漂浮在酒精液面上,ρ酒精<ρ水,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两物体的体积相等
B.甲排开水的体积和乙排开酒精的体积相等
C.甲排开的水的重力和乙排开的酒精的重力相等
D.甲的底面受到水向上的压力和乙的底面受到酒精向上的压力相等
【答案】C
【详解】A.根据题意知道,甲悬浮在水中、乙漂浮在酒精中,根据物体的浮沉条件知道
ρ甲=ρ水
ρ乙<ρ酒精
由于ρ酒精<ρ水,所以
ρ甲>ρ乙
又因为甲、乙两个正方体的质量相等,由知道,甲的体积小于乙的体积,故A错误;
B.由于甲、乙两个正方体的质量相等,故受到的重力相等,由物体的浮沉条件知道,甲乙受到的浮力相等,都等于受到重力,又因为,所以
故甲乙排开液体的体积分别是
由于ρ甲>ρ乙,所以,甲排开水的体积小于乙排开酒精的体积,故B错误;
C.由于甲乙受到的浮力相等,根据阿基米德原理知道
F浮=G排
所以,甲排开的水的重力和乙排开的活精的重力相等,故C正确;
D.由浮力产生的原因知道,甲的底面受到水向上的压力
乙的底面受到酒精向上的压力
由于受到的浮力相等,所以,甲的底面受到水向上的压力大于乙的底面受到酒精向上的压力,故D错误。
故选C。
2.如图所示,平底薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,容器的质量为,底面积为,在容器中加入适量的水,水深为。把一个不吸水的圆柱体用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,在空气中时弹簧测力计的示数是,当圆柱体的一部分浸入水中时,弹簧测力计的示数是,当圆柱体浸没在水中静止时,圆柱体未接触容器,且水未溢出,弹簧测力计的示数是。下列说法错误的是( )
A.图丙和图乙中圆柱体下表面受到水的压力之差大于
B.图丙和图乙中液面的高度差等于
C.图乙中,容器对桌面的压强为
D.图丙中,水对容器底部的压强为
【答案】B
【详解】A.根据称重法可知,图乙中,圆柱体下表面受到水的压力为
图丙中,圆柱体下表面受到水的压力为
图丙和图乙中圆柱体下表面受到水的压力之差为
则该压力之差大于,故A正确,不符合题意;
B.图丙中物体受到的浮力比图乙大
多排开水的体积为
则图丙和图乙中液面的高度差
故B错误,符合题意;
C.容器内水的体积为
水的质量为
容器和水的总重力为
容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强为
故C正确,不符合题意;
D.图丙中,水对容器底部的压力为
水对容器底部的压强为
故D正确,不符合题意。
故选B。
3.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的大烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计的读数F随圆柱体下降高度h变化的图像(不考虑水面的变化及水对圆柱体的阻力),下列说法中正确的是( )
A.分析图像可知,圆柱体的重力是8N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N
C.圆柱体的密度是
D.时,圆柱体的上表面离水面高度是3cm
【答案】C
【详解】A.如图乙所示,A点时圆柱体没有下降,此时测量的是圆柱体受到的重力,所以圆柱体受到的重力,故A错误;
B.如图乙所示,CD段弹簧测力计的示数不变,此时受到的浮力就不变,所以圆柱体下降过程中排开液体体积不变,所以圆柱体完全浸没在水中,所以圆柱体浸没在水中时受到的浮力,故B错误;
C.圆柱体浸没时,圆柱体体积等于其排开液体的体积,圆柱体体积
圆柱体的质量
圆柱体的密度
故C正确;
D.如图乙所示,AB段弹簧测力计示数不变,BC段弹簧测力计示数变小,圆柱体受到的浮力逐渐变大,故B点时,圆柱体下表面与水面接触,故在A点时,圆柱体下表面离水面的高度为3cm,故D错误。
故选C。
4.如图所示,小明有一个足够高的圆柱形玻璃鱼缸,质量0.5kg,底面积,内装水深6cm。他将一块底面积、高15cm、密度的实心造景石用无毒胶水粘在缸底(紧密贴合,水无法渗入石头下方,胶水的质量和体积忽略不计,)。下列说法正确的是( )
A.造景石粘牢后,鱼缸对桌面的压强为1600Pa
B.造景石粘牢后,鱼缸底部受到水的压强为1100Pa
C.造景石粘牢后,鱼缸底受到造景石的压强为3000Pa
D.若胶水失效,水渗入石头下方,则石头将漂浮在水面上
【答案】C
【详解】鱼缸质量,水的体积
根据密度公式计算得到水的质量
实心造景石的体积
实心造景石的质量
A.造景石粘牢后,鱼缸对桌面的压力等于水、鱼缸、造景石的总重力,即
鱼缸底面积换算为
鱼缸对桌面的压强,故A错误;
B.放入造景石前,鱼缸内水的体积为,由于造景石紧密贴合缸底排开了部分内部空间,水只能分布在鱼缸底面积与造景石底面积之差的剩余有效底面积上,水上升后的深度
该数值小于造景石自身15cm的高度,说明石头未被完全淹没,根据液体压强公式可得鱼缸底部受到水的压强
故B错误;
C.造景石紧密贴合缸底且无水渗入,意味着其底部不受水的向上浮力,鱼缸底受到造景石的压力等于造景石的重力
受力面积等于造景石的底面积
鱼缸底受到造景石的压强,故C正确;
D.实心造景石的密度大于水的密度,因此即使胶水失效、水渗入下方使其受到浮力作用,由于自身重力大于完全浸没时的浮力,石头依然会沉在缸底而不会漂浮,故D错误。
故选C。
5.将体积相同的A、B实心小球用细线系好,按如图所示的方式浸没在液体中,细线对小球的拉力相等(不为零)。下列说法正确的是( )
A.若将细线剪断,当两球静止时,受到的浮力相等
B.A球的密度可能小于B球的密度
C.若将细线剪断,当小球静止时,液体对容器底的压强与图中相比变小
D.若将细线剪断,当小球静止时,容器对水平桌面的压强与图中相比不变
【答案】C
【分析】根据浮沉条件比较重力大小,再根据相关公式比较出密度大小;浮力根据阿基米德原理判断;液体压强通过液体压强公式判断;判断容器对桌面的压强时,将容器、水、A、B看成一个整体分析。
【详解】AB.A、B体积相等,且均浸没,则排开水的体积相等,由,可知剪断细线前受到的浮力相等。A受到向上的拉力,所以浮力小于重力,B受到向下的拉力,所以浮力大于重力,可知,由知,,由知,。剪断细线后,A沉底,排开液体的体积不变,所以浮力不变;B最终漂浮,排开液体的体积减小,所以浮力变小,当两球静止时,A受到的浮力大于B受到的浮力,故AB错误;
C.剪断细线后,B上浮露出液面,A、B整体排开液体的总体积减小,容器内液面下降,液体深度减小。根据液体压强公式,液体密度不变,减小,因此液体对容器底的压强比原来变小,故C正确;
D.对容器、液体、两球整体受力分析:上端细线对A的拉力是外界向上的外力,因此原来容器对桌面的压力;剪断细线后外力消失,压力变为,压力变大。容器底面积不变,根据,容器对桌面的压强变大,故D错误。
故选C。
6.水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲容器中的物体所受浮力大
B.甲容器中的液体的密度大
C.乙容器对水平桌面的压力大
D.甲乙容器底部所受液体的压力相等
【答案】D
【详解】A.因为物体在甲、乙两液体中漂浮或悬浮,浮力都等于物体的重力,因为是完全相同的物体,所以甲、乙两液体中受到的浮力相等。故A错误;
B.根据物体的浮沉条件,物体在甲液体中悬浮,,物体在乙液体中漂浮,,则乙液体的密度大。故B错误;
C.因为容器对桌面的压力大小等于,因为容器的重力,液体的重力,物体的重力都相等,所以甲乙两容器对桌面的压力相等。故C错误;
D.因为甲、乙两容器为规则形状,液体对容器底部的压力等于液体的重力与物块的重力之和,两容器液体的重力相等,物块的重力相等,则液体对容器底部的压力相等。故D正确。
故选D。
7.如图所示,小滨在“跨学科实践课”上制作了一种微型密度计,下列说法正确的是( )
A.简易密度计漂浮时浮力大于重力 B.塑料杆横截面积大的密度计精确度高
C.增加铜丝长度,彩色胶布标志应上移 D.增大塑料泡沫球的体积,彩色胶布标志应上移
【答案】C
【详解】A.根据物体浮沉条件可知,漂浮时浮力等于重力,故A错误;
B.塑料杆横截面积越小,相同体积变化对应的长度变化越明显,刻度越精细,精确度高;横截面积大则精确度低,故B错误;
C.增加铜丝长度,会增加密度计的重力。根据漂浮条件 ,浮力等于重力,浮力需增大,由可知,排开液体体积增大,塑料杆浸入液体的部分变长,露出液面的部分变短,故彩色胶布标志应上移,故C正确;
D.增大塑料泡沫球的体积,简易密度计排开液体体积增大,由可知,简易密度计的浮力增大,则密度计上升,即浸入液体的深度减小,因此彩色胶布标志应下移,故D错误。
故选C。
8.如图所示,有一密度为、体积为1000cm3的正方体木块,用一条细绳将木块浸没水中。细绳质量和体积可忽略不计,容器底面积为100cm2。剪断绳子,木块静止,水面_________(选填“上升”“不变”或“下降”),水对容器底部的压强变化了__________Pa。
【答案】 下降 500
【分析】根据阿基米德原理和浮力的沉浮条件计算浮力、排开液体的体积、判断液面变化;根据液体压强公式,求液体对容器底部的压强变化量。
【详解】[1]由于木块密度小于水的密度,剪断绳子后木块会上浮,最终漂浮在水面,漂浮时木块排开水的体积小于原来浸没时的排开体积,因此水面会下降。
[2] 木块体积
木块质量
木块重力
木块漂浮时浮力等于重力,即
根据阿基米德原理,得漂浮时排开水的体积
排开水的体积变化量
水面下降高度
水对容器底的压强变化量
9.如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则:
(1)瓶中水的质量为_________(请用题中所给出的物理量表示);
(2)所选螺母质量的为_________(请用题中所给出的物理量表示)。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)瓶内有一半水,塑料瓶内水的质量:
(2)设螺母的质量为m螺母,根据密度公式得,螺母的体积为,螺母受到的浮力为
塑料瓶受到的浮力
塑料瓶内水的重力
塑料瓶是轻质薄壁,潜水艇恰能在水中悬浮
即
解得 。
10.如图所示,足够高的甲、乙两柱形容器放在水平地面上,甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度忽略不计。已知甲、乙容器的底面积分别为和,容器底部受到的液体压强分别为和。已知,乙中水的质量为0.12kg,则_______Pa,液体对甲底部的压力为_______N。若将容器乙放入容器甲中,液面稳定后,容器甲的液面与容器乙的水面相差0.06m,此时液体对容器甲的压强变化了750Pa,则容器甲中液体的密度为_______ 。(g取)
【答案】 0.18 或
【分析】求甲中液体的密度时,先分析乙在甲中所处状态,然后分类讨论液面高0.06m和低0.06m两种情况。由相互作用力的关系可知,液体对容器甲的压力变化量等于乙中液体对甲的浮力。
【详解】[1]乙底部受到水的压强为
[2]容器甲底部受到液体的压强为
液体对甲底部的压力为
[3]将容器乙放入容器甲中后,液体对容器甲的压力变化量为
不计容器的质量和厚度,则容器乙在容器甲中触底,容器乙中水的深度为
①容器甲放入容器乙后,当甲的液面比乙的水面高0.06m时,最终甲中液面的深度为
则容器甲中液体的密度为
②容器甲放入容器乙后,当甲的液面比乙的水面低0.06m时,最终甲中液面深度为
则容器甲中液体的密度为
综上,容器甲中液体的密度为或。
11.小莹用金属架夹住柱形吸管一端使其密封,制成了一个简易密度计。如图所示,她先将密度计漂浮于水中(),此时受到的浮力为,测得露出水面的高度为15cm;再将密度计漂浮于酒精中(),此时受到的浮力为,测得露出酒精液面的高度为12cm,则______(选填“>”“=”或“<”)。若该密度计漂浮于某液体中时,测得露出液面的高度为11cm,则该液体的密度为______。
【答案】 = 0.75
【详解】[1]密度计分别放入水和酒精中时,均竖直漂浮,物体漂浮时,所受浮力大小等于物体的重力大小,则F1=F2=G
[2]吸管的底面积(横截面积)为S,吸管和金属夹的总体积为V,密度计的总重力为G,由题知密度计在水中时H1=15cm=0.15m
由阿基米德原理得……①
在酒精中时H2=12cm=0.12m
由阿基米德原理得……②
若将该密度计放入某液体中时H3=11cm=0.11m
由阿基米德原理得……③
联立①②③解得该液体密度为
12.长方体物块A、B的高和底面积如图甲所示。把它们放在水中时,物块A处于漂浮,物块B处于悬浮,如图乙所示。则在乙图中,A、B两物块下表面受到水的压力较大的是_____。按图甲把A、B两物块放在水平地面上时,对地面的压强较大的是_____。
【答案】 B B
【详解】[1]液体压强的大小与液体的密度和物体浸入液体的深度有关。根据,物块B下表面浸入液体深度大,受到的液体压强就大,所以,且B的底面积更大,根据,故下表面受到水的压力较大的是B物块。
[2]因为A、B两物块放在水中时,物块A处于漂浮,物块B处于悬浮,所以,,又因为物块在水平面上,压力等于重力
所以
因为物块A、B的高度相同,又,所以对地面的压强,故把A、B两物块放在水平地面上时,对地面的压强较大的是B物块。
13.如图所示,用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图所示,则物块的重力为_______N,物体浸没时受到的浮力为_______N,未知液体的密度为_______kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】 15 9 0.9×103
【详解】[1]从图乙可知,当物块刚好接触液体表面(即深度为0)时,拉力为15N,由二力平衡知识可得,物体所受重力
[2]当物块下表面浸入液体中的深度h大于10cm时,物块受到的拉力保持6N不变,则此时物体刚好浸没在液体中,根据称重法可知,物块浸没时受到的浮力
[3]当浸入深度h为10cm时,物块恰好完全浸没在液体中,则正方体物块的边长,则物块排开液体的体积,根据可得,未知液体的密度
14.如图(a)所示,将实心长方体甲竖直浸没在水中,上、下表面受到水的压力分别为F0、3F0,则甲所受浮力为__________牛。如图(b)所示,将甲平放水平地面上,对地面的压强为p,现将其顺时针翻转90°,甲和地面的接触面积由3S变为S。则甲对水平面的压力为__________,甲对地面的压强变化量为_________。
【答案】 2F0 3pS 2p
【详解】[1]浮力产生的原因是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差。由题意可知,将实心长方体甲竖直浸没在水中,上、下表面受到水的压力分别为F0、3F0,则甲所受浮力为
[2]由可知,甲对水平面的压力为
[3]现将甲顺时针翻转90°,甲对地面的压力不变,接触面积由3S变为S,则此时甲对地面的压强为
甲对地面的压强变化量为
15.图甲是学校科技小组为学校开水房设计的自动注水装置的部分结构模型简图,底面积为柱形水箱内装有质量50kg的水,竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水且质地均匀的实心柱体A连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小随排出水的质量变化的关系如图乙所示,当排出水的质量达到40kg时,A刚好全部露出水面。(不计细杆重力,水的密度为)求:
(1)水箱中的水排出的过程中,长方体A所受的重力____(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)当排出水的质量达到40kg时,水箱内的水对箱底的压强;
(3)若设计小组设定传感器示数为2N时,进水口开始注水,求此时水箱中水的质量,并尝试说说此设计存在的问题。
【分析】根据题意和图像,结合阿基米德原理以及受力平衡,分情况进行分析。
【详解】(1)水箱中的水排出的过程中,长方体A的质量不变,根据可知,所受的重力不变。
(2)由题可知,当排出水的质量达到40kg时,水箱中剩下水的质量
由可知,此时水的深度
水箱内的水对箱底的压强
(3)由图乙和题意可知,水逐渐减少时,传感器的示数先不变,然后减小,最后增大,说明开始时细杆对传感器有向上的压力,对A有向下的压力,当排出水的质量为10kg以后,A受到的浮力减小,重力不变,此时细杆对A的压力减小,当重力大于浮力时,细杆对A有向上的拉力;则当传感器示数时,所受浮力有两种情况①传感器受到细杆的拉力,此时浮力;
②传感器受到细杆向上的压力,A受到细杆对其向下的压力,此时浮力
①若,则此时水箱中水的质量
②由图像和题意可知,当A全部浸入在水中时,受到竖直向下的重力和细杆对其的压力及竖直向上的浮力,此时压力大小为8N,则受到的最大浮力为
此时物体的体积等于排开水的体积,则物体的体积为
水的体积为
未排水时,水的深度为
由图像可知,排出水的质量为后,传感器示数开始变化,则未排水时,A上表面到水面的高度为
A的高度为
圆柱体的底面积为
当传感器示数时,A排开水的体积为
此时A浸在水中的深度为
此时A两侧水的体积为
水的密度为
此时A两侧水的质量为
此时水箱中水的质量为
因为传感器示数为2N时,进水口开始注水,分析可知,此时水箱中水的质量为22kg;
该设计存在问题:该设计只设定了开始注水的条件,未设定停止注水的水位,水满后无法停止注水,会导致水溢出。
16.如图所示是中国的第三艘航空母舰“福建舰”,也是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。舰长达到了320米,舰宽78米,满载时排水量约为8万吨,吃水深度约11米,舰载机数量近70架(,)。
(1)一架舰载机飞离“福建舰”后,“福建舰”排开的海水体积将________。
(2)“福建舰”水面下10m处的舰体受到海水的压强是多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
(3)小丽受到启发,设计了如下创新实验:如图乙所示,将一金属块放在木块A上,放入底面积为40cm2的盛有海水的圆柱形容器内;现将金属块拿起放到容器中,如图丙所示,若乙、丙两图中,液体对容器底的压强差为100Pa,金属块质量为60g,则金属块的密度是多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
【分析】利用浮沉条件判断“福建舰”所受浮力的变化,结合阿基米德原理,得出排水体积的变化量;金属块的体积利用木块A排水的变化量和液面降低减小的排水量之差来得到。
【详解】(1)根据漂浮条件,“福建舰”漂浮时浮力等于重力,一架舰载机飞离“福建舰”后,“福建舰”的总重力减小,因为仍处于漂浮状态,浮力也随之减小。由阿基米德原理,在和不变的情况下,浮力减小则排开海水的体积变小。
(2)“福建舰”水面下处舰体受到海水的压强
(3)液面变化的高度差为
容器底面积
根据可求出排开液体体积的变化量,即
金属块的重力为
木块A受到的浮力变化量为
则木块A排开海水的体积变化量为
可得金属块的体积为
所以金属块密度
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专题11 浮力综合
【全国通用】
目录
第一部分 培优专练
【题型1 浮力的方向及产生原因及辨析】 2
【题型2 称重法测浮力的大小】 3
【题型3 应用阿基米德原理解释生活中的现象】 6
【题型4 浮力与深度的图像关系】 6
【题型5 根据物体的浮沉状态判断密度大小】 9
【题型6 物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小】 10
【题型7 密度计原理及应用】 12
【题型8 轮船的原理】 16
【题型9 潜水艇的原理】 18
【题型10 气球和飞艇的原理】 19
【题型11 浮力与液面升降问题】 20
【题型12 其他浮力综合题】 21
第二部分 压轴突破
【题型1 浮力的方向及产生原因及辨析】
1.如图所示,一个边长为0.1m的正方体静止在某液体中,其上表面受到液体的压力F1为6N,距水面距离是h。下表面受到液体的压力F2为14N。下列说法中错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N B.正方体受到的浮力施力物体是液体
C.液体对正方体上表面的压强为 D.正方体左右前后两侧面受力平衡
2.覆杯实验中的水被纸片“托”起,下列“托”的原理与之相同的是( )
A.躺在死海里看书的人被海水“托”起 B.排球二传手奋力把排球“托”起
C.托里拆利实验中玻璃管“托”起水银 D.雷雨天,雨伞伞面被大风向上“托”
3.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法中正确的是( )
A.A物体不一定受到浮力作用 B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用 D.D物体一定受浮力的作用
4.三峡大坝是当今世界上综合效益最大的水利工程。
(1)如图所示,大坝一般都是“上窄下宽”。从固体压强的角度看,这是因为大坝对下方的地基有压强,可以通过增大______的方式,减小大坝对下方的地基的压强。从液体压强角度看,液体的压强随______的增大而增大,“上窄下宽”可以承受更大的水压;大坝______受到浮力的作用(选填“会”或“不会”)。
(2)三峡工程修筑了五级船闸方便船只通行,船闸是利用了______的原理。
5.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中。若两个长方体a、b所受的浮力分别为、,下表面所受的压力分别为、,则________,________。(均选填“>”“<”或“=”)
【题型2 】
6.如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙, 静止时测力计示数分别是4N和 3N,关于乙图的说法正确的是( )
A.水对石块的浮力是3N B.手对弹簧测力计的拉力是3N
C.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力 D.石块对弹簧测力计的拉力是3N
7.如图所示,一个体积为V、重为G的金属圆柱体挂在弹簧测力计上(圆柱体底面与水面平行),手提弹簧测力计使圆柱体浸入水中处于静止状态。圆柱体上表面受到水向下的压力为F1,圆柱体下表面受到水向上的压力为F2,圆柱体受到的浮力为F浮,弹簧测力计的示数为T,则下列表达式不正确的是( )
A.G=T+F浮 B.T=G-F2 C.F浮=F2-F1 D.F2=G-T+F1
8.小宁用一个弹簧测力计竖直拉着一个物体在空中静止时,弹簧测力计的示数为4.5N;然后将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数如图所示,此时物体受到的浮力是________N;物体的体积为__________。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。)若将物体继续向下移动(物体未接触容器底),则弹簧测力计的示数大小__________(选填“变大”或“不变”或“变小”)。
9.如图所示是某同学探究浮力的大小与浸在水中深度有无关系的实验,他通过图甲的实验得到了图乙所示的弹簧秤的读数与物体下移高度的关系,当物体全部浸入水中时的浮力大小为_____,物体的密度是_____。浸没后,由图可知浮力的大小与浸在水中的深度_____(选填“有关”或“无关”)。(,g取10 N/kg)
10.浸没在水中的木块A(左图),其上表面受到水的压力F1=8N,下表面受到水的压力 F2=13N,请问木块A所受浮力大小为______;用弹簧测力计称物体B(右图) G物=19N,将物体B浸没水中后称弹簧测力计示数为F拉=11N,物体B所受浮力为______N。
11.小雨在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用弹簧测力计挂着一铝块进行了如图1所示的操作。
(1)由A、B、C可知:随着铝块逐渐浸入水中,测力计的示数逐渐____(选填“变大”“变小”或“不变”),说明铝块受到的浮力逐渐变大;同时表明物体浸在同种液体中,所受的浮力大小与物体_____有关;
(2)如图C所示,此时铝块在水中所受浮力的大小为_____N;
(3)由A、C、D可知,浸在液体中的铝块所受浮力大小跟铝块浸没深度_____(选填“有关”或“无关”);
(4)由_____三次实验可知,浸在液体中的铝块所受浮力大小跟液体的密度有关。
(5)为了验证浮力大小是否与物体的形状有关,小明将同一块橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体分别进行实验,实验现象如图2所示,根据此实验现象,小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小宇认为小明的结论不可靠,主要原因是_____。
12.如图所示是小明探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情景。
(1)圆柱体的质量为________g;圆柱体完全浸没在水中时所受浮力大小为________;
(2)比较图A、D、E中数据可知,物体在液体中受到浮力与________有关;
(3)若圆柱体为实心的,则该圆柱体的材料密度为________kg/m3;
(4)E图中盐水的密度________kg/m3;
(5)C图和D图中圆柱体下表面受到液体的压力之差________(填“大于”、“小于”或“等于”)0.2 N。
【题型3 】
13.某海滨浴场的水底有一些小鹅卵石,小明踩着鹅卵石由浅水处走向深水处。下列关于在此过程中小明的体验以及原因分析合理的是( )
A.脚底的疼痛感越来越重,因为水底鹅卵石对人的支持力越来越大
B.脚底的疼痛感越来越重,因为人受到的重力越来越大
C.脚底的疼痛感越来越轻,因为水底鹅卵石对人的支持力越来越小
D.脚底的疼痛感越来越轻,因为人受到的浮力越来越小
14.如图所示,漂浮的桔子剥皮后会沉入水底,桔子静止时,下列分析正确的是( )
A.剥皮前的桔子所受浮力大于它的重力 B.剥皮后的桔子所受浮力变小了
C.剥皮前的桔子受到水的压强较大 D.剥皮后的容器对水平支撑面的压力变大
15.如图所示的大鱼和小鱼的争论中,______鱼的说法正确,这是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受浮力的大小与______有关。岸上的人能看到水中的鱼是光的______现象。
16.装有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一个木块浸没在水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后木块漂浮。在木块露出水面之前,木块所受浮力____________,水对烧杯底的压强_____________;木块逐渐露出水面的过程中,木块所受浮力_____________,水对烧杯底的压强________________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【题型4 】
17.将一圆柱形木块用细线拴在容器底部,容器中开始没有水,往容器中逐渐加水至如图甲所示位置,在这一过程中,木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图乙所示,则由图乙得出的以下信息正确的是( )
A.木块的重力为15 N B.木块的体积为
C.细线对容器底部的最大拉力为9 N D.木块的密度为
18.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲:图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像。则下列说法中不正确的是( )
A.物体的重力是9N B.物体的体积是
C.物体受到的最大浮力是4N D.物体的密度是
19.如图将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h的关系图是( )
A. B. C.D.
20.将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数与物体下表面浸入水中深度的关系,分析图像可知,物体的重力为______N,完全浸没在水中时,受到的浮力为______N,物体的密度是______。
21.某实验小组用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,使圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水中),如图甲所示,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计示数随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度的变化情况如图乙,圆柱体受到的最大浮力是___________N,圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强是___________Pa,圆柱体的密度是___________kg/m3。(g取10N/kg)
22.建设桥梁的过程中,要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1,钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示。则:构件所受浮力F1随h的变化图像是 _____ ,构件所受的最大浮力为 __________ N,构件所受的重力为 ____________ N,构件的密度为 __________ kg/m3。(,g取10N/kg)
【题型5 】
23.如图所示,三个相同的容器内分别盛有不同的液体,将三个由同种材料制成的质量相等的实心卡通小动物轻轻放入容器中,小动物静止后液面相平。以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是
B.卡通小动物受到的浮力大小关系是
C.液体对容器底部的压强关系是
D.容器对桌面的压强关系是
24.现将体积相同,材料不同的甲、乙、丙、丁四个实心小球放入某种液体中,静止后状态如图所示。据此有四位同学展开讨论,请帮助分析其中正确的是( )
A.明明说:四个球中丁球所受浮力最小 B.萱萱说:甲、乙、丙所受浮力大小相同
C.夏丽说:丙球密度与液体密度相同 D.小云说:四个球中丁的密度最小
25.海南澄迈山口柚是当地知名特色农产品如图,凭借果肉清甜、汁水饱满的特点广受消费者喜爱,民间常有“挑柚子选重的更甜”的说法。下列与山口柚相关的物理知识,说法正确的是( )
A.完整的山口柚从澄迈运输到外地,柚子的质量会随之变小
B.把一瓣山口柚果肉吃掉一半,剩余果肉的质量减半,密度也减半
C.山口柚放入水中漂浮在水面,说明柚子的密度大于水的密度
D.测量干燥柚皮的密度时,若先用量筒测柚子皮的体积,再用天平测质量,会导致测得的密度值偏大
26.如图甲所示,聪聪将完整的橘子放入水中,橘子漂浮。将橘子剥开后放入水中,如图乙所示,橘子皮漂浮,橘肉沉底,说明橘肉的密度_____整个橘子的密度;橘肉下沉时,它受到的浮力_____它受到的重力。(两空均选填“>”“=”或“<”)
27.某些药品要求在0℃以下存放,常用保温瓶不能满足需要。为保障药品在0℃以下存放。物理兴趣小组的同学设计了如图所示的保温盒,其中药品应放置于______(选填“A”或“B”)处,另一处空间放置低温物质;关于保温盒填充材料,你选择______(选填“铝合金”或“发泡塑料”),因为其______性差。
28.有A、B两个正方体物块,B的棱长是A的棱长的一半,如图甲所示,将质量为1kg的物块A放入水中,有五分之三体积露出水面,则物块A的密度为______kg/m3;再将物块B放在A的上面,物块A恰好完全浸入水中,如图乙所示,则物块A与B的密度之比为______。
【题型6 】
29.测量液体密度的仪器叫密度计。如图甲所示,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值,即可测出该液体的密度值。自制的简易密度计是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,水平桌面放置两个完全相同的烧杯,烧杯内装有密度不同的液体,将两只完全相同的自制密度计分别放入乙、丙烧杯中,待密度计静止后,两烧杯液面相平。以下说法错误的是( )
A.乙杯中液体的密度大于丙杯中液体的密度
B.乙烧杯对桌面的压力小于丙烧杯对桌面的压力
C.密度计在乙杯中受到的浮力等于在丙杯中受到的浮力
D.密度计在乙烧杯排开液体的质量等于密度计在丙烧杯排开液体的质量
30.随着生活水平的提高,人们的食品安全意识也逐步提高,例如用盐水浸泡来去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(),分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于所受的重力
B.冬枣所受的浮力小于樱桃所受的浮力
C.甲容器中的盐水的密度小于乙容器中的盐水的密度
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
31.某同学利用一个圆柱形容器、一个梨、记号笔、刻度尺和适量的水测量酱油的密度,测量过程如图所示,图中、、、分别是梨放入水、酱油前后液面到容器底的距离。水的密度为,酱油的密度为,梨在水中所受的浮力为,在酱油中所受的浮力为,下列正确的是( )
A., B.,
C., D.,
32.小栋了解到伽利略温度计的测温原理后,想自己动手设计一个粗略测温的装置,他的设计思路如下:在密闭的玻璃容器中装上一种密度会随温度升高而减小的特殊液体,液体中有5个体积相等、密度不同且标有温度示数的小球,小球不吸收液体且热胀冷缩可以忽略不计,当有小球悬浮时,悬浮小球上标有的温度值就是当前环境的温度。如图所示,是这个测温装置的示意图,其中小球3上所标温度值为,相邻标号的小球上所标的温度值间隔为,则下列说法正确的是( )
A.时,小球2处于漂浮状态
B.小球2在时所受的浮力小于时所受的浮力
C.若有3个小球漂浮,2个小球沉底,则环境温度在至之间
D.若要增大该装置能测得的最高温度,可增加一个与小球5体积相等但质量更大的小球
33.福建舰满载排水量约8万吨,满载时排开海水的重力约________N。若福建舰从海水密度大的海域驶入密度小的海域,浮力________;当战斗机从福建舰上起飞后,舰体所受浮力将会________。取。(后面两空选填“增大”、“不变”或“减小”)
34.甲、乙两只完全相同的杯子放在水平桌面上,两杯中盛有密度相同的盐水。将两个质量相同、体积不同的小球A、B分别放入两杯盐水中,当两个小球静止时,两杯中盐水的液面恰好相平,此时小球所处的位置如图所示。小球A受到的浮力______小球B受到的浮力,小球A的密度______小球B的密度(均填“>”“<”或“=”)
【题型7 】
35.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时如图所示,此时液面高度相同,下列说法中( )
①甲液体的密度小于乙液体的密度
②装有乙液体的烧杯底部所受液体压强较大
③甲烧杯对桌面的压力较大
④密度计在甲杯中受到的浮力等于在乙杯中受到的浮力
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①②④正确
36.跨学科实践小组发现同一鸡蛋在不同密度的盐水中所处状态不同,根据浮沉条件可以比较盐水的密度大小、于是他们利用一根圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了简易密度计。先把吸管两端剪平、用石蜡把下端端口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端,使其能竖直漂浮在水中。漂浮时其浸入水中的深度为H,如图甲:将自制密度计放入密度为1.0g/cm3的水中和密度为1.1g/cm3、1.2g/cm3的盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出对应刻度,如图乙和图丙是两位同学分别制作的M、N两支密度计在水中漂浮时的情景。下列相关分析正确的是( )
A.密度计漂浮在某液体中时,液面到封口处的距离
B.刻度位置越靠上,对应液体的密度值越小,刻度线分布越密
C.若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,M密度计测量更准确
D.为了提高密度计的精度,可适当增加配重
37.项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图甲,播水壶向受水壶内不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间,如图乙。下列分析中正确的是( )
A.“←开始滴水”应标记在标尺的②处 B.浮箭上升时,排开水的体积变小
C.播水壶可以均匀滴水 D.减小播水壶的滴水速度,能增大时间测量范围
38.小明将铁丝缠在吸管底部制作了一只简易密度计,为了让密度计能竖直漂浮在液体中,应_________(选填“增加”或“减少”)吸管底部铁丝质量:改进后,分别用它测量甲、乙两种液体的密度,如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是______(选填“>”“<”或“=”)。
39.小明将一根横截面积为、长度为的圆柱形塑料吸管,一端用蜡封住,自制了一个简易密度计。吸管(含蜡封)的质量为。将该密度计放入密度为的水中测试时,为了使密度计能竖直漂浮,且浸入水中的深度恰好为,小明需在吸管底部缠绕横截面积、密度的圆柱形合金丝(底部缠绕合金丝后,吸管形状近似不变,且合金丝仅缠绕在最下端,不影响吸管有效刻度长度,合金丝体积不能忽略),密度计竖直漂浮时所受浮力__________其所受重力,请你计算所需合金丝的长度为__________。
40.如图所示,将自制微型密度计置于密度为的甲液体中,液面到达位置A;同一密度计置于密度为的乙液体中,液面到达位置B。已知微型密度计的质量为1.5g,标度杆的直径(取)。则密度计在甲、乙两种液体中所受浮力之比______,A、B两点之间的距离______cm。
41.小明按照教材中“综合实践活动”的要求,找来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制作了简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能______漂浮在液体中。
(2)用同一密度计测量甲、乙液体密度,则______(选填“”“”或“”)。
(3)小军也用吸管制作了密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学提出如下改进方案,其中可行的( )
A.换大的容器盛放液体做实验 B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重
(4)C、D两个密度计放入水中时,水面恰好与C密度计最上面刻度线齐平,与D密度计最下面刻度线齐平,如图丁。若要用它们测浓盐水的密度,则应选用密度计______(选填“C”或“D”)。
(5)将C、D依次放入一系列密度已知的液体中,标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值,并测量吸管浸入液体的深度h,画出 图像,若图丁中,则密度计C上与刻度线的间距______(选填“”“”或“”)密度计D上与刻度线的间距。
42.在“制作微型密度计”的跨学科实践中,A、B两组同学分别完成了以下制作。
【A组】如图甲所示,选择一根圆柱状饮料吸管,下端用石蜡把管口密封,并缠上若干圈铜丝充当配重(铜丝不计体积),测得其总质量为10 g。将该自制密度计分别放入水和密度分别为、的盐水中,待其稳定后用记号笔分别在吸管与液面齐平处进行标记,g取,;
(1)当密度计竖直漂浮时,所受浮力为________N;
(2)甲图中C处应表示的密度值为________;
(3)小组成员将密度计分别放入水和酒精中,液面到其封口端的距离如图乙、图丙所示。请完成表格中相关数据的填写。
液体密度
0.8
1.0
浸入液体的深度
H=____(用h表示)
h
【B组】选用一根横截面积约为的圆柱状标度杆,在杆上固定一个浮子,封口下端缠绕铜丝作配重,测得其总质量为1.5 g,g取;
(4)如图丁,假设水中的浮子及浮子以下标度杆及配重的体积占的90%,请结合相关数据计算出图中________cm;
(5)两组成员发现两组密度计在水和酒精中的两刻度间的间距均比较小,下列方法中能增大间距是: (选填下列正确选项前的字母);
A.减少配重
B.选择直径更小吸管或标度杆
(6)A组实验时发现该密度计放入水中会倾斜。通过查找资料,发现此时重心高于浮心(浮力的作用点,即密度计浸在液面以下部分的几何中心),此时应通过________(选填“增加”或“减少”)配重,使重心低于浮心。
【题型8 】
43.如图,是我国055型万吨级驱逐舰。该舰满载时,排水量约12000吨,吃水深度6.6m。下列说法正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力 B.驱逐舰漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.驱逐舰从长江驶入大海,所受浮力变大 D.驱逐舰卸货过程中,所受浮力变小
44.下列关于浮力利用的说法正确的是( )
A.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船受到的浮力逐渐减小
B.航天员能“行走”在太空,是因为航天员受到了浮力的作用
C.气球能在空中上浮,是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
D.悬浮在水中的潜艇,若水舱中的水位在上升,则潜艇一定上浮
45.如图所示,这是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。该船满载排水量,能够一次性搭载的货物。该船正在舟山海域进行试航,下列说法正确的是( )
A.该船所受浮力的方向是竖直向下的
B.该船满载时受到的浮力为
C.搭载货物前后船排开水的体积相同
D.该船驶入海水密度更大的海域,船身会上浮一些
46.我国首艘国产航空母舰“山东舰”的排水量为,当它满载航行在海面时,受到的浮力为_____N,排开海水的体积为_____。当舰载机飞离甲板后,“山东舰”受到的浮力_____选填(“变大”“变小”或“不变”)g取,
47.中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304m、舰宽70.5m,满载时排水量达67500t。则该航空母舰满载时所受的浮力为______N。(g取10N/kg)当它从海洋驶入长江时,所受浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。当一架舰载战机从甲板上起飞后,航母会______(选填“上浮”或“下沉”)一些。
【题型9 】
48.中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行潜水训练时,下列说法中正确的是( )
A.核潜艇是通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.核潜艇从长江潜行(完全浸没)进入东海时,需要往水舱内注水以保持潜行状态
C.核潜艇从长江潜行(完全浸没)进入东海时,受到的浮力会变小
D.核潜艇在东海海面下匀速下潜的过程中,受到的浮力增大
49.为增强国防知识,小明上网查询我国某型号潜水艇,潜水艇的截面如图所示,体内两侧有水舱。则下列说法正确的是( )
A.漂浮时,潜水艇受到的浮力大于它的重力
B.潜水艇能自由地浮沉,是通过改变自身的重力来实现的
C.浸没后在水中继续下沉的过程中,潜水艇受到的压强大小不变
D.要使悬浮的潜水艇上浮,应向水舱内适当的进水
50.如图所示是小明利用一次性注射器和试管自制的潜艇模型,关于该潜艇模型的分析正确的是( )
A.潜艇模型是通过改变试管排开液体的体积来实现上浮和下沉的
B.为使潜艇模型上浮,可将注射器的活塞向外抽
C.潜艇模型下潜过程中,潜艇底部所受的液体压强不变
D.潜艇模型悬浮在水中时,其排开水的重力等于自身的重力
51.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水下5000米时,潜水器上的表面上所受到的海水的压力为______N(,g取10N/kg)。如果继续下潜,潜水器所受的液体压强将______,浮力将______(不考虑海水密度的变化;后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
52.一艘排水量是20000t的远洋轮船装满货物后,受到的浮力是_________N。当轮船由内河驶入大海后,船身会_________(选填“上浮”“下沉”或“不变”)一些;若海水的密度为,一潜水艇悬浮在海水中70m深处所受的压强为_________Pa,当用压缩空气把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将_________(选填“上浮”或“下沉”)。
【题型10 】
53.如图,空中风筝因受到升力而不坠落,该升力的产生原理与下列哪个选项相同( )
A.轮船漂浮在水面上 B.热气球点火升空
C.火车站台设置安全线 D.划船时船桨向后划水
54.关于浮沉条件的应用,下列说法错误的是( )
A.潜水艇通过改变自身重力实现上浮和下潜
B.气球和飞艇是靠充入密度大于空气的气体来实现升空的
C.轮船从长江驶入东海,所受浮力不变
D.密度计在不同的液体中漂浮,受到的浮力总是等于其重力
55.关于生活中浮力现象的分析,下列说法正确的是( )
A.在气球上升过程中,由于大气压减小气球膨胀,气球所受重力增大
B.潜水艇下潜过程中,向水舱注水增大自身重力,使重力大于浮力
C.用手将乒乓球按入水中,松手后乒乓球上浮,说明水下乒乓球所受浮力小于其重力
D.同一艘轮船从河里驶入海里后,船身会上浮,是因为海水密度大,停止上浮的轮船所受浮力大于重力
56.如图所示,某次表演用的热气球大小基本不变,表演时在热气球下方开口处燃烧液化气,使热气球内部气体温度升高,密度________,热气球总重力________,所受的浮力________(前三空均选填“变大”“变小”或“不变”);请在答题卡相应位置画出热气球加速上升的过程中的受力示意图______。
57.热气球在空中受到浮力的作用,该力的施力物体是_______。热气球充气时气囊不断膨胀,受到的浮力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。某热气球充气后体积为,则此时该热气球所受到的浮力为_______N。(空气的密度为,g取)
【题型11 】
58.如图所示,现将重4N,边长为10cm的正方体物块A用细绳系在盛有水的容器底部,容器的底面积为300cm2,物块A处于静止状态,此时水的深度为30cm。下列说法正确的是( )
A.细线对物块的拉力为10N
B.此时容器底部所受压力为9N
C.若剪断细绳,待物块A静止后,液面下降了6cm
D.若剪断细绳,待物块A静止后,液体对容器底部的压强为2.8×10³Pa
59.“我劳动,我快乐”,瑶瑶同学养成了良好的劳动习惯,每天坚持洗碗,在洗碗过程中,他发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面上升
60.淡水湖面上漂有一块浮冰,如图所示,浮冰在水上和水下的体积比为1∶9,则冰的密度为 ___________ kg/m3。当冰全部熔化后,水面将___________(选填“升高”或“降低”或“不变”)。
61.如图所示,开始时图甲中冰块位于容器底部,图乙中冰块漂浮于水面,冰块上方均放置有一小铁块。当冰块熔化完后,图甲中的水面与开始时相比将会______(选填“上升”“下降”或“不变”);图乙中的水面与开始时相比将会______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
【题型12 】
62.用盐水浸泡可以去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃),分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度
B.樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于重力
C.冬枣和樱桃所受的浮力大小相等
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
63.将一物块轻轻放入盛满密度为0.7×103kg/m3的液体的大烧杯中,静止后有14g液体溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有18g水溢出。分析以上信息,下列说法中正确的是( )
A.静止时,物块在液体中漂浮 B.静止时,物块在水中沉底
C.物块的密度为0.9g/cm3 D.缺少条件,无法求出物块密度
64.什么船可以轻松扛起航母?答案是半潜船。它是专门从事运输超长超重又无法分割吊运的超大型设备(如大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等)的特种海运船舶。我国制造的“新光华”号半潜船(如图甲所示),其长255米,宽68米,甲板面积相当于两个标准足球场大小,拥有118个有着独立通海阀的压载水舱,最大下潜深度达30.5米,载重达98000吨,为国内最大、全球第二大半潜船。半潜船可以通过改变自身重力实现上浮和下沉。因为其淹没在水中的体积比例高,因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小,能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示,半潜船装载货物前,将船上通海阀全部打开,压载水舱进水,船身甲板潜入水中,只露出船楼。等货物被拖曳到装货甲板上方时,启动大型空气压缩机或调载泵,将压载水舱的水排出船体,船身和货物便一起浮出水面,即完成装载。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)半潜船在水面航行时,使其向前运动的动力的施力物体是__________(选填“螺旋桨”或“水”);
(2)当半潜船依次处于图乙中三种状态时,从左至右水舱内海水的质量分别为m1、m2、m3,则质量中最大的是__________(选填“m1”、“m2”或“m3”);
(3)如丙图所示,为半潜船静止漂浮在水面时的图像。请在答题卡指定区域画出此时半潜船的受力示意图(重心O已标出);
(4)半潜船到达最大下潜深度时,求船底所受海水的压强;
(5)假设半潜船未装载货物且甲板刚好露出海面时的排水量为8t,求此时半潜船所浮力;
(6)某次半潜船需要搬运6.5×104t的货物,且半潜船下潜前甲板刚好露出海面。当半潜船载重上浮至甲板刚好露出海面时。请通过分析说明至少需要在压载水舱排出多少吨海水。
1.质量相等的甲、乙两个正方体,其中甲物体悬浮在水中,乙物体漂浮在酒精液面上,ρ酒精<ρ水,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两物体的体积相等
B.甲排开水的体积和乙排开酒精的体积相等
C.甲排开的水的重力和乙排开的酒精的重力相等
D.甲的底面受到水向上的压力和乙的底面受到酒精向上的压力相等
2.如图所示,平底薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,容器的质量为,底面积为,在容器中加入适量的水,水深为。把一个不吸水的圆柱体用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,在空气中时弹簧测力计的示数是,当圆柱体的一部分浸入水中时,弹簧测力计的示数是,当圆柱体浸没在水中静止时,圆柱体未接触容器,且水未溢出,弹簧测力计的示数是。下列说法错误的是( )
A.图丙和图乙中圆柱体下表面受到水的压力之差大于
B.图丙和图乙中液面的高度差等于
C.图乙中,容器对桌面的压强为
D.图丙中,水对容器底部的压强为
3.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的大烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计的读数F随圆柱体下降高度h变化的图像(不考虑水面的变化及水对圆柱体的阻力),下列说法中正确的是( )
A.分析图像可知,圆柱体的重力是8N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N
C.圆柱体的密度是
D.时,圆柱体的上表面离水面高度是3cm
4.如图所示,小明有一个足够高的圆柱形玻璃鱼缸,质量0.5kg,底面积,内装水深6cm。他将一块底面积、高15cm、密度的实心造景石用无毒胶水粘在缸底(紧密贴合,水无法渗入石头下方,胶水的质量和体积忽略不计,)。下列说法正确的是( )
A.造景石粘牢后,鱼缸对桌面的压强为1600Pa
B.造景石粘牢后,鱼缸底部受到水的压强为1100Pa
C.造景石粘牢后,鱼缸底受到造景石的压强为3000Pa
D.若胶水失效,水渗入石头下方,则石头将漂浮在水面上
5.将体积相同的A、B实心小球用细线系好,按如图所示的方式浸没在液体中,细线对小球的拉力相等(不为零)。下列说法正确的是( )
A.若将细线剪断,当两球静止时,受到的浮力相等
B.A球的密度可能小于B球的密度
C.若将细线剪断,当小球静止时,液体对容器底的压强与图中相比变小
D.若将细线剪断,当小球静止时,容器对水平桌面的压强与图中相比不变
6.水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲容器中的物体所受浮力大
B.甲容器中的液体的密度大
C.乙容器对水平桌面的压力大
D.甲乙容器底部所受液体的压力相等
7.如图所示,小滨在“跨学科实践课”上制作了一种微型密度计,下列说法正确的是( )
A.简易密度计漂浮时浮力大于重力 B.塑料杆横截面积大的密度计精确度高
C.增加铜丝长度,彩色胶布标志应上移 D.增大塑料泡沫球的体积,彩色胶布标志应上移
8.如图所示,有一密度为、体积为1000cm3的正方体木块,用一条细绳将木块浸没水中。细绳质量和体积可忽略不计,容器底面积为100cm2。剪断绳子,木块静止,水面_________(选填“上升”“不变”或“下降”),水对容器底部的压强变化了__________Pa。
9.如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则:
(1)瓶中水的质量为_________(请用题中所给出的物理量表示);
(2)所选螺母质量的为_________(请用题中所给出的物理量表示)。
10.如图所示,足够高的甲、乙两柱形容器放在水平地面上,甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度忽略不计。已知甲、乙容器的底面积分别为和,容器底部受到的液体压强分别为和。已知,乙中水的质量为0.12kg,则_______Pa,液体对甲底部的压力为_______N。若将容器乙放入容器甲中,液面稳定后,容器甲的液面与容器乙的水面相差0.06m,此时液体对容器甲的压强变化了750Pa,则容器甲中液体的密度为_______ 。(g取)
11.小莹用金属架夹住柱形吸管一端使其密封,制成了一个简易密度计。如图所示,她先将密度计漂浮于水中(),此时受到的浮力为,测得露出水面的高度为15cm;再将密度计漂浮于酒精中(),此时受到的浮力为,测得露出酒精液面的高度为12cm,则______(选填“>”“=”或“<”)。若该密度计漂浮于某液体中时,测得露出液面的高度为11cm,则该液体的密度为______。
12.长方体物块A、B的高和底面积如图甲所示。把它们放在水中时,物块A处于漂浮,物块B处于悬浮,如图乙所示。则在乙图中,A、B两物块下表面受到水的压力较大的是_____。按图甲把A、B两物块放在水平地面上时,对地面的压强较大的是_____。
13.如图所示,用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图所示,则物块的重力为_______N,物体浸没时受到的浮力为_______N,未知液体的密度为_______kg/m3。(g取10N/kg)
14.如图(a)所示,将实心长方体甲竖直浸没在水中,上、下表面受到水的压力分别为F0、3F0,则甲所受浮力为__________牛。如图(b)所示,将甲平放水平地面上,对地面的压强为p,现将其顺时针翻转90°,甲和地面的接触面积由3S变为S。则甲对水平面的压力为__________,甲对地面的压强变化量为_________。
15.图甲是学校科技小组为学校开水房设计的自动注水装置的部分结构模型简图,底面积为柱形水箱内装有质量50kg的水,竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水且质地均匀的实心柱体A连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小随排出水的质量变化的关系如图乙所示,当排出水的质量达到40kg时,A刚好全部露出水面。(不计细杆重力,水的密度为)求:
(1)水箱中的水排出的过程中,长方体A所受的重力____(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)当排出水的质量达到40kg时,水箱内的水对箱底的压强;
(3)若设计小组设定传感器示数为2N时,进水口开始注水,求此时水箱中水的质量,并尝试说说此设计存在的问题。
16.如图所示是中国的第三艘航空母舰“福建舰”,也是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。舰长达到了320米,舰宽78米,满载时排水量约为8万吨,吃水深度约11米,舰载机数量近70架(,)。
(1)一架舰载机飞离“福建舰”后,“福建舰”排开的海水体积将________。
(2)“福建舰”水面下10m处的舰体受到海水的压强是多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
(3)小丽受到启发,设计了如下创新实验:如图乙所示,将一金属块放在木块A上,放入底面积为40cm2的盛有海水的圆柱形容器内;现将金属块拿起放到容器中,如图丙所示,若乙、丙两图中,液体对容器底的压强差为100Pa,金属块质量为60g,则金属块的密度是多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
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